(57)【要約】【課題】モータにより回転する定着部材の経時変化を推定するためのトルク値を、定着部材の温度を厳密に一定値に調整したり一定値になるのを待って測定したりすることなく取得する。【解決手段】画像形成装置は、定着部材を回転させるモータと、モータのトルクの大きさを表わすトルク値および定着部材の温度の測定を行う測定部と、複数回の測定のそれぞれによって得られたトルク値および温度である測定トルク値ＴＯおよび測定温度ＴＥに基づいて、定着部材の経時変化の予測に用いられる予測用トルク値ＴＯｔａｒとして、所定の温度ＴＥｔａｒにおけるトルク値を算出する算出部と、を有する。【選択図】図９
2020086015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材を接触させてシートを加熱する定着器と、
前記定着部材の温度を定着温度に保つように当該定着部材の熱源を制御する温度制御部と、
前記定着部材を回転させるモータと、
前記モータのトルク値および前記温度の測定を行う測定部と、
複数回の前記測定のそれぞれによって得られた前記トルク値および前記温度である測定トルク値および測定温度に基づいて、前記定着部材の経時変化の予測に用いられる予測用トルク値として、基準温度における前記トルク値を算出する算出部と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記算出部は、直近の2以上のｎ回の測定のそれぞれの前記測定トルク値および前記測定温度のうちの最も大きい前記測定トルク値である最大トルク値、当該最大トルク値に対応する前記測定温度である最大トルク時温度、最も小さい前記測定トルク値である最小トルク値、および当該最小トルク値に対応する前記測定温度である最小トルク時温度によって特定される前記トルク値と前記温度との関係に基づいて前記予測用トルク値を算出する、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記最大トルク時温度および前記最小トルク時温度が共に前記基準温度を含む設定範囲内の値である場合には、前記ｎ回の測定で得られた前記ｎ個の測定トルク値の代表値を前記予測用トルク値として算出しまたは選出する、
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ｎは、４以上であり、
前記算出部は、前記代表値として、前記ｎ回の測定で得られたｎ個の測定トルク値から少なくとも前記最大トルク値および前記最小トルク値を除いた残りの前記測定トルク値の平均値を算出する、
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記算出部は、前記最大トルク時温度と前記最小トルク時温度との少なくとも一方が前記設定範囲外の値でありかつ当該最大トルク時温度と当該最小トルク時温度との差がしきい値以下である場合は、当該差が当該しきい値を超えるまで遡った直近の（ｎ＋１）以上のＮ回の前記測定により得られたＮ個の前記測定トルク値の中の最大値を前記最大トルク値とし、当該最大値に対応する前記測定温度を前記最大トルク時温度とし、当該Ｎ個の前記測定トルク値の中の最小値を前記最小トルク値とし、当該最小値に対応する前記測定温度を前記最小トルク時温度として、前記演算式を用いて前記予測用トルク値を算出する、
請求項３または４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ｎは、４以上であり、
前記算出部は、ｎ回の前記測定で得られたｎ個の前記測定トルク値から少なくとも前記最大トルク値および前記最小トルク値を除いた残りの測定トルク値の平均値であるトリム平均トルク値、当該トリム平均トルク値に対応する前記温度である平均温度、前記最大トルク値、前記最大トルク時温度、前記最小トルク値、前記最小トルク時温度、および前記基準温度によって特定される演算式を用いて、前記予測用トルク値を算出する、
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記測定部は、前記定着部材が前記シートと接することなく回転しているときに前記トルク値および前記温度を測定する、
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着器は、パッド方式の定着器であり、
前記定着部材は、固定配置されたパッドを周回し、かつ当該パッドとの間に潤滑剤が介在する状態で加圧ローラにより押圧されて回転するよう設けられるエンドレスの定着ベルトであり、
前記モータは、前記加圧ローラを回転駆動する駆動源である、
請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記算出部によって異なる時期に算出された複数の前記予測用トルク値の変化、および、前記定着部材にグリスがない状態における前記トルク値に基づいて、前記経時変化として、前記定着部材が前記状態になるまでの余命を予測する予測部を有する、
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記算出部によって算出された前記予測用トルク値、および、前記基準温度において予め求められた前記トルク値と前記定着部材の余命との関係に基づいて、前記経時変化として前記余命を予測する予測部を有する、
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記予測用トルク値を用いて前記経時変化を予測する外部の装置に、前記算出部によって算出された前記予測用トルク値を送信する送信処理部を有する、
請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
画像形成装置および当該画像形成装置と通信可能に接続されるサーバとを有する画像形成システムであって、
前記画像形成装置は、
定着部材を接触させてシートを加熱する定着器と、
前記定着部材の温度を定着温度に保つように当該定着部材の熱源を制御する温度制御部と、
前記定着部材を回転させるモータと、
前記モータのトルク値および前記温度の測定を行う測定部と、
前記測定によって得られた前記トルク値および前記温度である測定トルク値および測定温度を前記サーバに送信する送信処理部と、を有し、
前記サーバは、
前記画像形成装置による複数回の前記測定によって得られた複数の前記測定トルク値および複数の前記測定温度に基づいて、前記経時変化の予測に用いられる予測用トルク値として、基準温度における前記トルク値を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記予測用トルク値に基づいて前記経時変化を予測する予測部と、を有する、
ことを特徴とする画像形成システム。
【請求項１３】
シートを加熱する定着部材と当該定着部材を回転させるモータとを有する画像形成装置において前記モータのトルク値および前記温度の複数回の測定のそれぞれによって得られた、前記トルク値および前記温度である測定トルク値および測定温度に基づいて、前記経時変化の予測に用いられる予測用トルク値として、基準温度における前記トルク値を算出する算出部を有する、
ことを特徴とする予測用トルク値算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の形成に用いる定着部材の経時変化を予測するためのデータを取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法によってシートに画像を印刷する画像形成装置は、トナー像が転写されたシートに熱と圧力とを加える定着器を有している。加熱と加圧とによって色材であるトナーが溶融してシートに定着する。
【０００３】
定着器の方式として、シートを挟む定着ニップをパッド（固定の押え部材）とローラとで構成するパッド方式がある。このパッド方式によると、一対のローラで定着ニップを構成するローラ方式よりも定着器の熱容量を小さくすることができ、省エネルギー化を図ることができる。
【０００４】
パッド方式では、パッドを周回するよう定着ベルトが設けられる。パッドとローラとの間に定着ベルトが介在し、定着ベルトとローラとの間をシートが通る。ローラの回転駆動によりシートが搬送され、シートの移動にともなって定着ベルトが回転する。このとき、パッドと定着ベルトとが摺動する。
【０００５】
パッドとの摺動により、定着ベルトは次第に摩耗する。したがって、摩耗により定着ベルトの寿命が尽きる以前に、定着ベルトを交換する必要がある。
【０００６】
定着器を限界まで使用することで画像形成装置のランニングコストを低減するための先行技術として、特許文献１に記載の技術がある。
【０００７】
特許文献１には、プリント動作に際して、通紙終了後の後回転期間または通紙前の着状態の回転期間に、定着駆動モータのトルクの大きさを表わすトルク値を測定し、測定したトルク値に基づいて交換時期であるか否かを判断する画像形成装置が開示されている。
【０００８】
また、定着器の寿命を延ばすための先行技術として、特許文献２に記載の技術がある。特許文献２には、パッドと定着ベルトとの摺動抵抗を低減する潤滑剤が摺動面に満遍なく拡がるよう加熱回転する慣らしの動作を、新品の使用を開始するとき、または潤滑剤を追加塗布するメンテナンスを実施したときなどに行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３０９９８０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９１５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
定着器を回転駆動するモータのトルクは、シートを加熱するベルトまたはローラなどの定着部材の温度変化の影響を受ける。
【００１１】
一般に、定着器において定着ニップを形成する部材は、ゴム、樹脂、または金属からなり、温度の上昇に伴って膨張する。膨張によるニップ圧力の増大につれてトルク値は大きくなる。
【００１２】
また、特に、パッド方式の定着器では、パッドと定着ベルトとの間に介在する潤滑剤の粘性が定着ベルトの温度によって変化する。潤滑剤の粘性が変わると、モータに対する負荷が変わる。一般に温度の上昇に伴って粘性が低下して負荷が減少する。このため、所定の速度で回転させるモータ制御が行われている状態において定着ベルトの温度が変化すると、負荷の変化を補う制御によってトルク値が変化する。
【００１３】
このようにモータのトルク値に定着部材の温度が影響するので、定期的にトルク値を測定して定着器の寿命を予測する場合には、毎回の測定を同じ温度条件で行う必要がある。すなわち、トルク値の測定時における定着部材の温度を一定値に限定する（絞る）必要がある。
【００１４】
しかし、定着時に定着ニップの温度を厳密に一定に保つのは難しく、実際には定着部材の温度は温度制御の目標温度を中心として変動する。
【００１５】
このため、特許文献１の技術のようにシートが定着ニップを通過する期間の直後または直前の非通紙期間にトルク値を測定する場合には、毎回の測定の温度条件が同じとは限らず、トルク値に基づく定着器の寿命の予測に誤差が生じるおそれがあった。
【００１６】
温度条件が前回と同じであったときにのみ、測定値を有効な情報として蓄積することにすると、予測に必要な個数の測定値をなかなか蓄積することができない場合が起こり得る。また、毎回の測定において、温度条件が前回と同じになるのを待つことにすると、測定の所要時間が長くなる分だけ定着器の駆動時間が延びて定着部材の経時変化を加速させることになる。
【００１７】
つまり、測定時の温度条件が揃った複数のトルク値を取得するのが容易ではなかった。
【００１８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、モータにより回転する定着部材の経時変化を推定するためのトルク値を、定着部材の温度を厳密に一定値に調整したり一定値になるのを待って測定したりすることなく取得できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の実施形態に係る画像形成装置は、定着部材を接触させてシートを加熱する定着器と、前記定着部材の温度を一定に保つように前記定着部材の熱源を制御する温度制御部と、前記定着部材を回転させるモータと、前記モータのトルク値および前記温度の測定を行う測定部と、複数回の前記測定のそれぞれによって得られた前記トルク値および前記温度である測定トルク値および測定温度に基づいて、前記定着部材の経時変化の予測に用いられる予測用トルク値として、所定の温度におけるトルク値を算出する算出部と、を有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、モータにより回転する定着部材の経時変化を推定するためのトルク値を、定着部材の温度を厳密に一定値に調整したり一定値になるのを待って測定したりすることなく取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す図である。
【図２】定着器の構成を示す図である。
【図３】定着器における摺動部分の構造およびその経時変化の様相を模式的に示す図である。
【図４】定着モータのトルク値の経時変化の概略の様相を示す図である。
【図５】定着器内のグリス量とトルク値の温度依存性との関係を示す図である。
【図６】使用の初期段階で求めた係数により測定トルク値を補正する場合の問題を示す図である。
【図７】制御回路の機能的構成を示す図である。
【図８】予測用トルク値の算出に用いる測定情報の構成の例を示す図である。
【図９】予測用トルク値の算出方法の例を示す図である。
【図１０】予測用トルク値の算出方法の例を示す図である。
【図１１】平均温度の算出方法の例を示す図である。
【図１２】平均温度を用いて行う予測用トルク値の算出の例を示す図である。
【図１３】予測用トルク値の算出の他の例を示す図である。
【図１４】予測用トルク値の算出の他の例を示す図である。
【図１５】定着ベルトの寿命予測の例を示す図である。
【図１６】画像形成装置における処理の流れの例を示す図である。
【図１７】予測用トルク値の算出処理の流れを示す図である。
【図１８】制御回路の機能的構成の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る画像形成システムの構成を示す図である。
【図２０】画像形成システムにおける処理の流れの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には本発明の実施形態に係る画像形成装置１の構成の概要が、図２には定着器１７の構成が、それぞれ示されている。
【００２３】
図１に示される画像形成装置１は、タンデム型のプリンタエンジン１０を備える電子写真方式のカラープリンタである。画像形成装置１は、ネットワーク９０を介して外部のホスト装置９１から入力されるジョブに応じて、カラーまたはモノクロの画像を形成する。
【００２４】
画像形成装置１は、その動作を制御する制御回路１００を有している。制御回路１００は、制御プログラムを実行するプロセッサおよびその周辺デバイス（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）を備えている。また、ハウジンジングの上部の前面側に操作パネル５０が配置されている。操作パネル５０は、操作入力または経時変化の表示のための画面を表示するタッチパネルディスプレイを有している。
【００２５】
プリンタエンジン１０は、４個のイメージングユニット３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋ、プリントヘッド６、および中間転写ベルト１２を有する。
【００２６】
イメージングユニット３ｙ〜３ｋは、それぞれ筒状の感光体４、帯電器５、現像器７、およびクリーナ８などを有している。イメージングユニット３ｙ〜３ｋの基本的な構成は同様である。
【００２７】
プリントヘッド６は、イメージングユニット３ｙ〜３ｋのそれぞれに対してパターン露光を行うためのレーザビーム６Ｂを射出する。プリントヘッド６において、感光体４の回転軸方向にレーザビーム６Ｂを偏向する主走査が行われる。この主走査と並行して、感光体４を定速回転させる副走査が行われる。
【００２８】
中間転写ベルト１２は、トナー像の一次転写における被転写部材である。中間転写ベルト１２は、一対のローラ間に巻回されて回転する。中間転写ベルト１２の内側には、イメージングユニット３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋごとに転写電圧を印加するための一次転写ローラ１１が配置されている。
【００２９】
カラー印刷モードにおいて、イメージングユニット３ｙ〜３ｋは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色のトナー像を並行して形成する。４色のトナー像は、回転中の中間転写ベルト１２に順次に一次転写される。最初にＹのトナー像が転写され、それに重なるようＭのトナー像、Ｃのトナー像、およびＫのトナー像が順次に転写される。
【００３０】
一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ１６と対向するとき、下方の給紙カセット１４から取り出されてタイミングローラ１５を経て搬送されてきたシート（記録媒体）２に二次転写される。その後、シート２は、パッド方式の定着器１７の内部を通って上部の排紙トレイ１９へ送り出される。定着器１７を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像がシート２に定着する。
【００３１】
図２に示す通り、定着器１７は、定着ベルト７１、加熱ローラ７２、定着ヒータ７３、パッド７４、および加圧ローラ７５などを備えている。
【００３２】
定着ベルト７１は、耐熱性樹脂を基材として構成される可撓性の筒状の定着部材であり、加熱ローラ７２とパッド７４とに接しながらこれらを周回するよう回転可能に設けられている。
【００３３】
加熱ローラ７２は、熱源として内蔵された定着ヒータ７３により発熱し、これの周面と接する定着ベルト７１を加熱する。定着ヒータ７３は、例えば複数のハロゲンランプにより構成される。
【００３４】
パッド７４は、定着ベルト７１を介して加圧ローラ７５と対向するようステー７６に固定されている。パッド７４の構成は後で述べる。
【００３５】
加圧ローラ７５は、筒状の芯金とその周囲を覆う弾性体とから構成される。加圧ローラ７５は、パッド７４に対する押圧力の調整が可能となるよう径方向に移動可能に支持されている。加圧ローラ７５は、定着モータ３０により回転駆動される。定着モータ３０の回転駆動力は、ギヤ群３５により加圧ローラ７５に伝達される。
【００３６】
定着器１７の内部をシート２が通過する定着時において、加圧ローラ７５は、シート２をパッド７４に押し当てながら回転する。このとき、加圧ローラ７５の弾性体がパッド７４に沿うよう変形し、シート２を押圧する所定長さの定着ニップが形成される。加圧ローラ７５の回転によりシート２が搬送され、シート２に引き摺られて定着ベルト７１が回転する。
【００３７】
定着ベルト７１が回転するとき、定着ベルト７１は、パッド７４に対して摺動する。摺動の抵抗を低減するために、定着ベルト７１の内周面に潤滑剤が塗布されている。定着器１７は、潤滑剤の枯渇を遅らせるために定着ベルト７１の内周面に潤滑剤を補給する潤滑剤貯留部７７を有している。
【００３８】
また、定着器１７は、定着ベルト７１の温度を検出する温度センサ７８を備えている。温度センサ７８は、定着ベルト７１の回転方向におけるパッド７４の上流側に配置されている。加熱ローラ７２の内部に温度センサ７８を配置して加熱ローラ７２の周面の温度を定着ベルト７１の温度として検出してもよい。制御回路１００は、定着に際して温度センサ７８の出力を監視し、定着ベルト７１を印刷ジョブに応じて設定される定着温度に保つように定着ヒータ７３をオンオフ制御する。
【００３９】
図３には定着器１７における摺動部分の構造およびその経時変化の様相が模式的に示され、図４には定着モータ３０のトルク値Ｔｏの経時変化の様相が示されている。
【００４０】
図３（Ａ）の通り、パッド７４は、本体７４０とその表面を覆う摺動シート７４１とから構成される。本体７４０は、例えば剛性のベースに弾性体を重ねて構成され、最大サイズのシート２の幅以上の長さを有する。摺動シート７４１は、基材７４２と、基材７４２の表面を保護するコーティング層７４３とから構成される。基材７４２は、例えばガラス繊維素材からなり、コーティング層７４３は、例えばフッ素樹脂からなる。
【００４１】
パッド７４と定着ベルト７１との間に介在させる潤滑剤８０として、シリコーングリスまたはフッ素グリスなどの合成潤滑油グリスが用いられる。オイルと比べて粘性の高いグリスを用いることにより、定着ベルト７１の幅方向の両側に潤滑剤８０がはみ出しにくくなる。
【００４２】
図３（Ｂ）に示すように、定着器１７においては、パッド７４と定着ベルト７１との間に介在する潤滑剤８０が次第に減少する。この経時変化は、定着ベルト７１の摺動にともなって潤滑剤８０が定着ベルト７１の幅方向の両側に徐々にはみ出ていくことにより起こる。
【００４３】
画像形成装置１が使用され始めた初期の状態Ｃ１では、摺動部分に潤滑剤８０が十分に存在する。経時変化が進んだ状態Ｃ２では、潤滑剤８０は、コーティング層７４３と定着ベルト７１とが接触し始める程度まで減少している。さらに経時変化が進んだ状態Ｃ３では、潤滑剤８０は、ほとんど無くなっており、コーティング層７４３および定着ベルト７１の摩耗が進んでいる。
【００４４】
図４において、横軸の走行距離Ｌは、パッド７４と定着ベルト７１との相対移動距離であり、経時変化に関わる積算使用量を表わす。縦軸のトルク値Ｔｏは、定速回転状態の定着モータ３０のトルク（すなわち出力トルク）の大きさを表わす。
【００４５】
定着器１７の個体差、定着モータ３０の個体差、および使用環境によって経時変化に差異が生じるが、トルク値Ｔｏの変化には図示のように変化の進行がある段階から顕著に速くなるという傾向がある。詳しくは次の通りである。
【００４６】
定速回転時のトルク値Ｔｏは、初期値のＴｏ１から潤滑剤８０が減少するにつれてＴｏ２まで徐々に増大する。比較的に緩やかなこの経時変化の要因としては、定着ベルト７１の歪、加圧ローラ７５の歪、ギヤ群３５の歪、および潤滑剤８０の変質による潤滑性の低下などが挙げられる。緩やかな経時変化は、上述の状態Ｃ２になるまで続く。状態Ｃ２になると、定着ベルト７１とパッド７４との摩擦が負荷トルクとなることから、トルク値Ｔｏは、以前よりも急峻に増大する。そして、状態Ｃ３になると、さらに急峻に増大する。
【００４７】
トルク値Ｔｏが寿命しきい値Ｔｏｔｈまで増大する頃には、定着ベルト７１の摩耗がかなり進んでいる。寿命しきい値Ｔｏｔｈは、定着ベルト７１の寿命が尽きたとみなす設定値である。例えば、グリスが尽きた時点を定着ベルト７１の寿命とみなすのならば、画像形成装置１の出荷前に、定着ベルト７１の代わりに定着ベルト７１の同等品をグリスが塗布されていない状態で画像形成装置１に装着し、定着ベルト７１が対象温度ＴＥｔａｒであるときのトルク値Ｔｏを測定し寿命しきい値Ｔｏｔｈとして設定しておけばよい。
【００４８】
摩耗が進むと、定着ベルト７１が破断するおそれがある。また、定着モータ３０の駆動電流が大きくなり過ぎるおそれもある。
【００４９】
したがって、トルク値Ｔｏが寿命しきい値Ｔｏｔｈとなるときの走行距離Ｌｔｈ、つまり定着ベルト７１の寿命ＬＡを予測し、寿命ＬＡが尽きる直前で定着ベルト７１を新品に交換するのが望ましい。
【００５０】
また、寿命ＬＡが尽きてしまうのを確実に防ぐために、状態Ｃ２になった以降においては状態Ｃ２になる以前よりも頻繁に寿命ＬＡを予測するのが望ましい。このため、状態Ｃ２またはそれに近い状態になるまで経時変化が進むタイミング、すなわちトルク値Ｔｏが例えばＴｏ２になるときの走行距離Ｌ２を予測して、その後の寿命予測の間隔を短くするのが好ましい。
【００５１】
なお、定着ベルト７１を長持ちさせて交換するべき時期を遅らせるために、状態Ｃ２になる前に潤滑剤８０を補給するメンテナンス作業を実施することが考えられる。その場合は、状態Ｃ２になるタイミングを予測することにより、早過ぎることも遅過ぎることもない適切なタイミングでメンテナンス作業を実施することができる。
【００５２】
図５には定着器１７の潤滑剤８０の量とトルク値Ｔｏの温度依存性との関係が、図６には使用の初期段階で求めた係数によりトルク値Ｔｏの測定値ＴＯを補正する場合の問題が、それぞれ示されている。
【００５３】
図５に示す通り、潤滑剤８０の量（グリス量）が多い場合、すなわち定着器１７が状態Ｃ１である場合は、潤滑剤８０の粘性の温度変化の影響が大きいことから、定着温度が高いほどトルク値Ｔｏは小さい。つまり、定着温度とトルク値Ｔｏとに逆相関（負の相関）の関係がある。
【００５４】
グリス量がやや少ない場合もグリス量が少ない場合も、定着温度が高いほどトルク値Ｔｏは小さい。すなわちこれらの場合にも逆相関の関係がある。ただし、定着温度の差に対するトルク値Ｔｏの差の割合は、グリス量が多い場合と比べて、グリス量がやや少ない場合は小さく、グリス量が少ない場合にはさらに小さい。
【００５５】
これに対して、グリス量が無しの場合は、潤滑剤８０の粘性の温度変化の影響が無くなって部材の熱膨張の影響が顕在化するので、定着温度が高いほどトルク値Ｔｏは大きい。つまり、定着温度とトルク値Ｔｏとに正の相関の関係がある。
【００５６】
このようにトルク値Ｔｏは定着温度に依存するので、定期的に定着ベルト７１の経時変化を予測したりするためにトルク値Ｔｏを所定の期間が経過するごとに測定するにあたって、毎回の測定を同じ温度条件で行う必要がある。
【００５７】
しかし、定着ベルト７１の温度制御において温度リップルが生じるので、温度制御の制御目標である定着温度と定着ベルト７１の実際の温度とにずれが生じることがある。すなわち、毎回のトルク測定における温度条件を厳密に揃えるのは困難である。
【００５８】
また、本実施形態では、定着温度の設定が可変とされており、シート２の種類または印刷モードなどに応じて定着温度の設定値が変更される。詳しくは、シート２は坪量によって薄紙、普通紙、厚紙などの複数の種類に分類され、種類によって異なる設定温度範囲が定められている。シート２の種類が同じであっても、カラー／モノクロ、片面／両面、スマートプリント／通常プリント／コピーといった印刷モードに応じて、最適の定着温度が設定される。また、印刷モードが同じであっても、気温および湿度などの環境条件に応じて定着温度が調整される。さらに、ユーザごとにサービスパーソンが定着温度設定を基準値に対して例えば±２０％程度の範囲内で変更することができる。
【００５９】
したがって、例えば走行距離Ｌが所定量（例えば１０ｋｍ）増えるごとに予測または予測を実施するものとした場合に、前回の実施時と今回の実施時とで定着温度の設定値が互いに異なるという事態が起こり得る。
【００６０】
そこで、トルク値Ｔｏの測定で得られる測定トルク値ＴＯをその測定時の温度と予め定めた特定の温度（これを「対象温度」と呼称する）との差に応じて補正（換算）することが考えられる。その場合に、対象温度は、例えば設定の頻度が高い定着温度とすることができる。
【００６１】
図６において、実線の折れ線Ｘは、定着ベルト７１が対象温度であるときの測定トルク値ＴＯｘの経時変化を示す。
【００６２】
細い一点鎖線の折れ線Ｙは、定着温度を設定可能範囲の上限（対象温度よりも高い温度）に設定したときの測定トルク値ＴＯｙの経時変化を示す。細い二点鎖線の折れ線Ｚは、定着温度を設定可能範囲の下限（対象温度よりも低い温度）に設定したときの測定トルク値ＴＯｚの経時変化を示す。
【００６３】
太い一点鎖線の折れ線Ｙ２は、潤滑剤８０が多い初期の段階での定着ベルト７１の温度とトルク値Ｔｏとの関係（図５参照）に基づいて求めた係数によって、測定トルク値ＴＯｘとのずれが許容範囲に収まるように測定トルク値ＴＯｙを補正した測定トルク値ＴＯｙ２を示す。具体的には、例えば測定トルク値ＴＯｘに対する測定トルク値ＴＯｙの比率（ＴＯｙ／ＴＯｘ）の逆数を測定トルク値ＴＯｙに乗じた値を示す。この逆数（補正の係数）は１よりも大きい。
【００６４】
同様に、太い二点鎖線の折れ線Ｚ２は、潤滑剤８０が多い初期の段階での定着ベルト７１の温度とトルク値Ｔｏとの関係に基づいて求めた係数によって測定トルク値ＴＯｚを補正したトルク値ＴＯｚ２を示す。具体的には、例えば測定トルク値ＴＯｘに対する測定トルク値ＴＯｚの比率（ＴＯｚ／ＴＯｘ）の逆数を測定トルク値ＴＯｚに乗じた値を示す。この逆数は１よりも小さい。
【００６５】
図６に示される通り、初期の段階での定着ベルト７１の温度とトルク値Ｔｏとの関係に基づいて、初期の段階より後の段階において測定トルク値ＴＯｙ，ＴＯｚを補正すると、補正後のトルク値ＴＯｙ２，ＴＯｚ２と測定トルク値ＴＯｘとのずれが許容範囲を超えてしまう。図示の例では、走行距離Ｌが１１４０ｋｍ程度まで増えた頃に許容範囲を超えている。このようなトルク値ＴＯｙ２，ＴＯｚ２を用いて定着ベルト７１の寿命を予測したとしても、所望の精度の予測結果は得られない。
【００６６】
そこで、画像形成装置１は、トルク値Ｔｏを測定する時々の定着ベルト７１の温度Ｔｅにかかわらず、一定の係数で測定値を補正する場合と比べてトルク値Ｔｏと温度Ｔｅとの関係の経時変化の影響が小さい測定トルク値ＴＯを取得する機能を有している。以下、この機能を中心に画像形成装置１の構成および動作を説明する。
【００６７】
図７には制御回路１００の機能的構成が、図８には予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いる測定情報の構成の例が、それぞれ示されている。
【００６８】
図７において、制御回路１００は、メイン制御部１０１、温度制御部１７１、測定部１７２、第１記憶部１７５、算出部１７６、第２記憶部１７９、予測部１８０、および報知処理部１８１などを有している。これらの機能は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)またはその他のプロセッサを含む制御回路１００のハードウェア構成により、または制御プログラムがプロセッサによって実行されることにより、またはこれらの組合わせにより実現される。
【００６９】
メイン制御部１０１は、画像形成装置１の全体の制御を受け持つコントローラである。メイン制御部１０１は、通信インタフェース５２を介して外部のホスト装置９１からジョブが入力されると、そのジョブにより指定された枚数の印刷を行うようプリンタエンジン１０およびシート搬送機構４０などを制御する。
【００７０】
なお、メイン制御部１０１は、定着モータ３０の回転を制御するベクトル制御部２３に対して、定着に際して適時に速度指令ω＊を与える。速度指令ω＊は、所定の定着速度でシート２を搬送するよう加圧ローラ７５を回転させるための指令である。ベクトル制御部２３は、速度指令ω＊に従って定着モータ３０を定速回転させるベクトル制御を行う。
【００７１】
温度制御部１７１は、定着ヒータ７３を次のように制御する。メイン制御部１０１から通知される印刷モードおよびシート２の種類に応じて定着温度（制御目標）を設定し、定着ヒータ７３を点灯させて定着ベルト７１を昇温させる。測定部１７２から周期的に入力される測定温度ＴＥを監視して定着温度まで昇温させる。定着温度に昇温した後は、定着ベルト７１を定着温度に保つように定着ヒータ７３をオンオフする温調制御を行う。
【００７２】
測定部１７２は、定着モータ３０のトルク値Ｔｏおよび定着ベルト７１の温度Ｔｅを測定する。測定部１７２は、温度Ｔｅを測定する温度測定部１７３と、トルク値Ｔｏを測定するトルク測定部１７４とを有する。
【００７３】
温度測定部１７３には、温度センサ７８から温度Ｔｅを示す検出信号Ｓ７８が入力される。温度測定部１７３は、測定指令Ｓ１７２の有無にかかわらず、温度制御部１７１によるオンオフ制御の周期ごとに（例えば１ｍｓごとに）、検出信号Ｓ７８をサンプリングホールドして量子化することにより温度Ｔｅの測定値である測定温度ＴＥを取得する。測定温度ＴＥは、温度制御部１７１とトルク測定部１７４とに入力される。
【００７４】
トルク測定部１７４には、ベクトル制御部２３により制御されて定着モータ３０を駆動するインバータ回路２６から、定着モータ３０の捲線（コイル）を流れるモータ電流の測定値ＤＩｍがトルク値Ｔｏを示す情報として入力される。
【００７５】
トルク測定部１７４は、メイン制御部１０１から測定指令Ｓ１７２が与えられるごとに、モータ電流の測定値ＤＩｍに定着モータ３０に固有のモータ定数を乗じるトルク換算を行うことにより、トルク値Ｔｏの測定値である測定トルク値ＴＯを取得する。その際に、必要に応じて、定着モータ３０の温度および回転速度などに応じた補正を行ってもよい。トルク測定部１７４は、測定トルク値ＴＯとそれを取得したタイミングで温度測定部１７３から入力された測定温度ＴＥとを互いに対応するデータの組として第１記憶部１７５に送る。
【００７６】
トルク測定部１７４に測定指令Ｓ１７２が与えられるタイミングは、予め設定された測定条件を満たす測定タイミングが到来したタイミングである。例えば、メイン制御部１０１は、定着ベルト７１の走行距離Ｌを積算しており、前回のタイミングからの走行距離Ｌの増加分が所定値を超えたことを第１の測定条件とする。また、定着ベルト７１がシート２と接することなく定速回転していることを第２の測定条件とする。そして、第１の測定条件と第２の測定条件との両方が満たされたときに測定指令Ｓ１７２を発する。
【００７７】
第１の測定条件における所定値は、測定の頻度に関わる設定値である。例えば、画像形成装置１の使用の初期ではこの設定値を大きくして測定の頻度を低くし、走行距離Ｌが大きくなるにつれて（使用された期間が長くなるにつれて）この設定値を小さくして測定の頻度を高くすることができる。
【００７８】
第２の測定条件は、測定の信頼性を高めるための条件である。シート２が定着ニップを通過する期間は、通過していない期間と比べて搬送速度が不安定になりやすく、搬送速度の微妙な変化に伴ってトルク値Ｔｏが変化するおそれがある。したがって、シート２が定着ニップを通過していないときにトルク値Ｔｏを測定するのが望ましい。定着温度に保つ温度制御および定着ベルト７１を定速回転させるモータ制御が行われ、かつシート２が定着ニップを通過していない期間としては、例えば印刷ジョブの最終のシート２の定着が終わってから定着モータ３０を停止させるまでの期間がある。印刷ジョブにおいて、先行のシート２が定着ニップを通過し終えてから後続のシート２が定着ニップに進入するまでの期間、および印刷ジョブの途中で画像安定化処理を行う場合おいて画像安定化処理を行っている期間もある。
【００７９】
第１記憶部１７５は、測定部１７２から入力された測定トルク値ＴＯと測定温度ＴＥとを不揮発性メモリに格納することによって保存する。本実施形態おいては、図８（Ａ）に示すように、測定トルク値ＴＯと測定温度ＴＥとのデータの組を最大で２ｎ個格納することができるメモリ領域が設けられている。
【００８０】
データの組の最大格納数である２ｎは、後に述べる予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いる測定トルク値ＴＯの個数ｎの２倍である。ただし、必ずしも２ｎである必要はなく、ｎよりも少なくとも数個程度多い数のデータの組を格納することができればよい。
【００８１】
なお、本実施形態では、トリム平均トルク値ＴＯａｖｅを算出するので、ｎは４以上に設定される。トリム平均トルク値ＴＯａｖｅを算出しない構成を採用する場合は、ｎは２以上であればよい。
【００８２】
１回目から２ｎ回目までのトルク値Ｔｏの測定に際して入力されるデータの組は、逐次に空き領域に格納されて保存される。（２ｎ＋１）回目以降の測定に際して入力されるデータの組は、既に格納されている２ｎ個のデータの組のうち、最も古いデータの組に置き換えて記憶される。つまり、第１記憶部１７５は、最新の２ｎ回分の測定情報を保存する。
【００８３】
図８の例では、測定トルク値ＴＯと同数個の測定温度ＴＥを記憶するものであるが、予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いるｎ個のトルク値ＴＯあたり２個ずつ測定温度ＴＥを記憶する次の変形例がある。
【００８４】
この変形例では、ｎ個のトルク値ＴＯのうちで最も大きい最大トルク値ＴＯｍａｘと最も小さい最小トルク値ＴＯｍｉｎとにそれぞれ対応する測定温度ＴＥである最大トルク時温度ＴＥｍａｘと最小トルク時温度ＴＥｍｉｎとを記憶する。これによると、必要な記憶容量を低減することができる。特に、ｎを大きい値とする場合に記憶容量を低減する効果は大きい。
【００８５】
図７に戻って、算出部１７６は、摩耗または潤滑剤８０の減少といった定着ベルト７１の経時変化の予測、およびギヤ群３５を含めた定着器１７の経時変化の予測に用いられる予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出する。算出部１７６は、関数特定部１７７および演算部１７８を有する。
【００８６】
関数特定部１７７は、第１記憶部１７５によって保存されているトルク値Ｔｏおよび温度Ｔｅのｎ回の測定のそれぞれによって得られた測定トルク値ＴＯと測定温度ＴＥとに基づいて、測定トルク値ＴＯと測定温度ＴＥとの関係を表わす関数を特定する。演算部１７８は、特定された関数に基づいて、定着温度として設定可能な温度範囲内の温度である対象温度ＴＥｔａｒに対応するトルク値Ｔｏを予測用トルク値ＴＯｔａｒとして算出する。この算出について後に詳述する。
【００８７】
予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出する算出タイミングは、例えば図８（Ｂ）に示すように、トルク値Ｔｏの測定がｎ回行われるごとのタイミングとされる。
【００８８】
または、図８（Ｃ）に示すように、１回目は、トルク値Ｔｏの測定がｎ回行われたタイミングとされ、２回目以降は、前回の算出の後にトルク値Ｔｏの測定が１以上ｎ未満の所定回行われたタイミングとされる。図８（Ｃ）の例は、２回目以降の算出タイミングをトルク値Ｔｏの測定が１回行われるごとのタイミングとするものである。
【００８９】
いずれにしても、予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出は、最新のｎ個のデータの組を用いて行われる。
【００９０】
再び図７に戻って、第２記憶部１７９は、算出部１７６によって算出された予測用トルク値ＴＯｔａｒを、逐次に不揮発性メモリに格納することによって保存する。その際に、メイン制御部１０１から現在の走行距離Ｌを取得し、予測用トルク値ＴＯｔａｒと対応づけて保存する。
【００９１】
予測部１８０は、算出部１７６によって互いに異なる時期にそれぞれ算出されて保存されている複数の予測用トルク値ＴＯｔａｒのうちの直近の１以上のｋ個を用いて、定着ベルト７１の経時変化を予測する。
【００９２】
例えば、最も新しい予測用トルク値ＴＯｔａｒが推定用しきい値範囲内の値であることを、そろそろ潤滑剤８０が枯渇して摩耗が始まる段階まで経時変化が進んだ状態であると予測する。推定用しきい値範囲は、予め画像形成装置１と同型の試験機を用いて潤滑剤８０の残量とトルク値ＴＯとの関係を求める実験を行い、その結果に基づいて設定しておくことができる。
【００９３】
また、予測部１８０は、最新の予測用トルク値ＴＯｔａｒとそれよりも古い予測用トルク値ＴＯｔａｒとの差がしきい値以上であることを、潤滑剤８０が枯渇して摩耗が進行している状態であると予測する。
【００９４】
さらに予測部１８０は、摩耗が進行している状態であると予測した以降において、定着ベルト７１の寿命ＬＡおよび余命ＬＢを予測する。この予測は、寿命ＬＡが尽きるときの積算使用量の予測である。
【００９５】
報知処理部１８１は、定着ベルト７１の経時変化の予測の結果に応じた報知処理を行う。例えば、定着ベルト７１の余命ＬＢが設定値よりも短い場合に、その旨および余命ＬＢを操作パネル５０のタッチパネルディスプレイに表示させることでユーザに報知する。この報知に際して、サービスコールをユーザに薦めるメッセージを表示させてもよい。また、ユーザへの報知に加えてまたはそれに代えて、サービスセンターに画像形成装置１の経年変化を通知するデータ送信処理を行ってもよい。
【００９６】
図９および図１０には予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出方法の例がそれぞれ示されている。
【００９７】
図９において、横軸を測定温度ＴＥとして縦軸をトルク値ＴＯとした直交座標系に、予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いる測定結果（ｎ個のデータの組）が塗り潰した丸印のプロットにより示されている。図示の例におけるｎは１０である。
【００９８】
関数特定部１７７は、最大トルク値ＴＯｍａｘと最大トルク時温度ＴＥｍａｘとの組、および最小トルク値ＴＯｍｉｎと最小トルク時温度ＴＥｍｉｎとの組に基づいて、トルク値Ｔｏと温度Ｔｅとの関係を表わす関数として、一次関数Ｆ１を特定する。つまり、トルク値Ｔｏが温度Ｔｅの変化に伴って直線的に変化するとみなすことができる程度の比較的に短い期間にトルク値Ｔｏをｎ回測定するようにトルク値Ｔｏの測定タイミングが定められている。
【００９９】
一次関数Ｆ１は次式で表わされる。
【０１００】
ＴＯ＝α×ＴＥ＋Ａ
式中のαは関数を表わす直線の傾きであり、Ａは定数である。予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出する上で定数Ａの具体値を求める必要はないので、実質的には傾きαの具体値を求めることが一次関数Ｆ１を特定することに相当する。
【０１０１】
図９において、最大トルク値ＴＯｍａｘと最小トルク値ＴＯｍｉｎとの差をａとし、最小トルク時温度ＴＥｍｉｎと最大トルク時温度ＴＥｍａｘとの差をｂとする。予測用トルク値ＴＯｔａｒと最小トルク値ＴＯｍｉｎとの差をａ’とし、最小トルク時温度ＴＥｍｉｎと対象温度ＴＥｔａｒとの差をｂ’とする。対象温度ＴＥｔａｒは、上に述べた対象温度であるときの定着ベルト７１の温度Ｔｅの測定値とみなす仮想の測定温度ＴＥである。
【０１０２】
これらのａ、ｂ、ａ’、およびｂ’を用いた次の（１ａ）式〜（１ｄ）式の関係から、予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いる演算式となる（１）式が得られる。
【０１０３】
TOtar＝TOmin＋ａ’  …（１ａ）
ａ’＝α×ｂ’  …（１ｂ）
α＝ａ／ｂ＝(TOmax−TOmin)/(TEmin−TEmax)  …（１ｃ）
ｂ’＝TEmin−TEtar  …（１ｄ）
TOtar＝TOmin＋[(TOmax−TOmin)/(TEmin−TEmax)]×(TEmin−TEtar)  …（１）
演算部１７８は、（１）式を用いて予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出する。図９に示される具体値を（１）式に代入すると、予測用トルク値ＴＯｔａｒは次の通り求まる。
【０１０４】
TOtar＝550＋[(1250-550)/(190-120)]×(190-155 )＝900
図９の例では傾きαが負の値であるが、図１０の例のように傾きαが正の値である場合も（１）式を算出することができる。図１０に示される具体値を（１）式に代入すると、予測用トルク値ＴＯｔａｒは次の通り求まる。
【０１０５】
TOtar＝550＋[(1250-550)/(120-190)]×(120-155 )＝900
図１１には平均温度ＴＥａｖｅの算出方法の例が、図１２には平均温度ＴＥａｖｅを用いて行う予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出の例が、それぞれ示されている。
【０１０６】
図１１の例において、算出部１７６は、平均温度ＴＥａｖｅを算出する。平均温度ＴＥａｖｅは、後に述べる（２）式で表わされるトリム平均トルク値ＴＯａｖｅに対応する測定温度ＴＥである。なお、トリム平均トルク値ＴＯａｖｅは、予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いるｎ個のトルク値ＴＯの代表値の例である。
【０１０７】
平均温度ＴＥａｖｅは、例えば同一の温度条件（定着温度の設定値が同一である）で印刷が行われたときの平均温度ＴＥａｖｅを収集して温度制御の応答性を評価するために蓄積され、適時にサービスパーソンが応答性を評価する際に参照される。
【０１０８】
図１１において、横軸をトルク値ＴＯとして縦軸を測定温度ＴＥとした直交座標系に、予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いる測定結果（ｎ個のデータの組）が塗り潰した丸印のプロットにより示されている。図示の例におけるｎは５である。
【０１０９】
関数特定部１７７は、トルク値Ｔｏと温度Ｔｅとの関係を表わす関数として、一次関数Ｆ２を特定する。
【０１１０】
一次関数Ｆ２は次式で表わされる。
【０１１１】
ＴＥ＝β×ＴＯ＋Ｂ
式中のβは関数を表わす直線の傾きであって、傾きαの逆数となっている。Ｂは定数である。平均温度ＴＥａｖｅを算出する上で定数Ｂの具体値を求める必要はないので、実質的には傾きβの具体値を求めることが一次関数Ｆ２を特定することに相当する。
【０１１２】
図１１において、図９および図１０と同様に、最大トルク値ＴＯｍａｘと最小トルク値ＴＯｍｉｎとの差をａとし、最小トルク時温度ＴＥｍｉｎと最大トルク時温度ＴＥｍａｘとの差をｂとする。
【０１１３】
また、最大トルク値ＴＯｍａｘとトリム平均トルク値ＴＯａｖｅとの差をｃとし、平均温度ＴＥａｖｅと最大トルク時温度ＴＥｍａｘとの差をｄとする。
【０１１４】
トリム平均トルク値ＴＯａｖｅは、ｎ個のトルク値ＴＯから最大トルク値ＴＯｍａｘおよび最小トルク値ＴＯｍｉｎを除いた残りの（ｎ−２）個の測定トルク値ＴＯの算術平均値とする。すなわち、トリム平均トルク値ＴＯａｖｅは、次の（２）式で表わされる。
【０１１５】
TOave＝（ｎ個のTOの合計−TOmax−TOmin）／（ｎ−２）  …（２）
なお、（２）式により算出されるトリム平均トルク値ＴＯａｖｅは、ｎを５とした場合は４０％トリム平均値となり、ｎを１０とした場合は２０％トリム平均値となる。
【０１１６】
次の（３ａ）式〜（３ｄ）式の関係から、平均温度ＴＥａｖｅの算出に用いる（３）式が得られる。
【０１１７】
TEave＝ｄ＋TEmax  …（３ａ）
ｄ＝β×ｃ  …（３ｂ）
β＝ｂ／ａ＝(TEmin−TEmax)/(TOmax−TOmin)  …（３ｃ）
ｃ＝TOmax−TOave  …（３ｄ）
TEave＝[(TEmin−TEmax)/(TOmax−TOmin)]×(TOmax−TOave)＋TEmax  …（３）
図１１に示される具体値を（３）式に代入すると、平均温度ＴＥａｖｅは次の通り求まる。
【０１１８】
TEave＝[(190−120)/(1250−550)]×(1250−1100)＋120＝135
図１２の例では、このように算出されるトリム平均トルク値ＴＯａｖｅおよび平均温度ＴＥａｖｅを用いて予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出する。
【０１１９】
図１２において、一次関数Ｆ１は、図９と同様に次式で表わされる。
【０１２０】
ＴＯ＝α×ＴＥ＋Ａ
対象温度ＴＥｔａｒと平均温度ＴＥａｖｅとの差をｅとし、トリム平均トルク値ＴＯａｖｅと予測用トルク値ＴＯｔａｒとの差をｆとする。
【０１２１】
ａ、ｂ、ｅ、およびｆを用いた次の（４ａ）式〜（４ｄ）式の関係から、予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いる（４）式が得られる。
【０１２２】
TOtar＝TOave−ｆ  …（４ａ）
ｆ＝α×ｅ  …（４ｂ）
α＝ａ／ｂ＝(TOmax−TOmin)/(TEmin−TEmax)  …（４ｃ）
ｅ＝TEtar−TEave  …（４ｄ）
TOtar＝TOave−[(TOmax−TOmin)/(TEmin−TEmax)]×(TEtar−TEave)  …（４）
図１２に示される具体値を（４）式に代入すると、予測用トルク値ＴＯｔａｒは次の通り求まる。
【０１２３】
TOtar＝1100−[(1250-550)/(190-120)]×(155-135 )＝900
図１３および図１４には予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出の他の例がそれぞれ示されている。
【０１２４】
算出部１７６は、第１記憶部１７５によって保存されているデータのうちの直近のｎ回分の測定結果から最大トルク時温度ＴＥｍａｘおよび最小トルク時温度ＴＥｍｉｎを抽出する。
【０１２５】
そして、最大トルク時温度ＴＥｍａｘおよび最小トルク時温度ＴＥｍｉｎが共に図１３に示す許容範囲Ｒ１内の値である場合には、一次関数Ｆ１に基づく予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出を行うことなく、ｎ個の測定トルク値ＴＯの代表値を予測用トルク値ＴＯｔａｒとして算出しまたは選出する。
【０１２６】
許容範囲Ｒ１は、定着器１７の経時変化の予測における許容誤差に対応するものであり、定着温度として設定可能な温度範囲（例えば１１０〜２００℃）よりも狭い。許容範囲Ｒ１には、対象温度ＴＥｔａｒが含まれる。図１３の例において、許容範囲Ｒ１は、対象温度ＴＥｔａｒの±１０の範囲とされている。
【０１２７】
ｎ個の測定トルク値ＴＯの代表値は、トリム平均トルク値ＴＯａｖｅとすることができる。その場合は、例えば上述の（２）式により算出する。トリム量を適宜変更することができ、例えばトリム量を０としてｎ個の測定トルク値の算術平均値を算出してもよい。また、代表値として、中央値または最頻値を選出してもよい。
【０１２８】
図１４（Ａ）においては、最大トルク時温度ＴＥｍａｘと最小トルク時温度ＴＥｍｉｎとが共に許容範囲Ｒ１外の値でありかつこれらの温度どうしの差ΔＴＥがしきい値ΔＴＥｔｈ以下である場合が示されている。
【０１２９】
差ΔＴＥが過小であると、一次関数Ｆ１，Ｆ２の特定の信頼性が得られない。差ΔＴＥが０であれば、一次関数Ｆ１，Ｆ２を特定することができない。しきい値ΔＴＥｔｈは、信頼性を確保するための設定値である。ただし、トルク値ＴＯおよび測定温度ＴＥの測定誤差が十分に小さい高精度の測定が可能な場合は、しきい値ΔＴＥｔｈを０とすることができる。
【０１３０】
図１４（Ａ）に示されるような場合において、関数特定部１７７は、保存されている測定情報から、差ΔＴＥがしきい値ΔＴＥｔｈを超えるまで遡った直近の（ｎ＋１）以上のＮ回分の情報を参照する。Ｎ回の測定により得られたＮ個のトルク値ＴＯの中の最大値とそれに対応する測定温度ＴＥ、およびＮ個のトルク値ＴＯの中の最小値とそれに対応する測定温度ＴＥに基づいて、一次関数Ｆ１，Ｆ２を特定する。なお、ｎを２以上のｍとする場合は、（ｍ＋１）以上のＭ回分の情報を参照することになる。
【０１３１】
図１５には定着ベルト７１の寿命予測の例が示されている。
【０１３２】
図示の例において、予測部１８０は、保存されている複数の予測用トルク値ＴＯｔａｒのうちの直近の２個を用いて、定着ベルト７１の寿命が尽きるまでの余命（残り寿命）ＬＢを算出する。
【０１３３】
走行距離ＬがＬ（ｊ−１）であったときの予測用トルク値ＴＯｔａｒがＴＯｔａｒ（ｊ−１）であり、同じくＬ（ｊ）であったとき（最新）の予測用トルク値ＴＯｔａｒがＴＯｔａｒ（ｊ）である。
【０１３４】
予測用トルク値ＴＯｔａｒ（ｊ−１），ＴＯｔａｒ（ｊ）に基づいて、走行距離ＬがＬ（ｊ−１）であった過去のタイミングからＬ（ｊ）である現在のタイミングまでの期間における予測用トルク値ＴＯｔａｒの変化率を求める。この変化率は、（ＴＯｔａｒ（ｊ）−ＴＯｔａｒ（ｊ−１））／（Ｌ（ｊ）−Ｌ（ｊ−１））で表わされる。
【０１３５】
求めた変化率で以後もトルク値ＴＯが変化（この場合は増加）すると仮定し、トルク値ＴＯが予め定めた寿命しきい値ＴＯｔｈになるであろうタイミングの走行距離Ｌｔｈを算出する。そして、ＬｔｈとＬ（ｊ）との差を余命ＬＢとして算出する。
【０１３６】
または、定着ベルト７１が対象温度ＴＥｔａｒであるときのトルク値Ｔｏと余命との関係を表わす関数を予め実験的に求めておき、予測部１８０は、この関数に予測用トルク値ＴＯｔａｒを代入することによって余命ＬＢを算出してもよい。
【０１３７】
図１６には画像形成装置１における処理の流れの例が、図１７には予測用トルク値の算出処理の流れが、それぞれ示されている。
【０１３８】
図１６に示す通り、上に述べた第１の測定条件および第２の測定条件を満たす測定タイミングが到来するのを待つ（＃３０１）。
【０１３９】
測定タイミングが到来すると（＃３０１でＹＥＳ）、定着モータ３０のトルク値Ｔｏおよび定着ベルト７１の温度Ｔｅを測定し、得られた測定値を記憶する（＃３０２、＃３０３）。測定タイミングが到来するごとに測定を行って、毎回の測定トルク値ＴＯと少なくとも最大トルク時温度ＴＥｍａｘおよび最小トルク時温度ＴＥｍｉｎとを保存する。
【０１４０】
予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に必要なｎ回分の測定値が得られると（＃３０４でＹＥＳ）、予測用トルク値の算出処理を行い（＃３０５）、算出した予測用トルク値ＴＯｔａｒを保存する（＃３０６）。そして、最新の予測用トルク値ＴＯｔａｒに基づいて、定着ベルト７１の経時変化として潤滑剤８０の残存の状態を予測する（＃３０７）。
【０１４１】
定着ベルト７１の寿命を予測するべきタイミングであれば（＃３０８でＹＥＳ）、例えば潤滑剤８０が枯渇したと推定された以降であれば、寿命予測処理を行う（＃３０９）。寿命予測処理では、定着器１７の経時変化を予測する。例えば、定着ベルト７１の余命ＬＢを算出する。
【０１４２】
図１７に示すように、予測用トルク値の算出処理においては、最大トルク時温度ＴＥｍａｘおよび最小トルク時温度ＴＥｍｉｎが許容範囲Ｒ１内の値であるか否かをチェックする（＃３５１）。チェック結果がＹＥＳであれば、算出部１７６が上に述べた（２）式を用いてトリム平均トルク値ＴＯａｖｅを予測用トルク値ＴＯｔａｒとして算出する（＃３５２）。
【０１４３】
ステップ＃３５１のチェック結果がＮＯであれば、最大トルク時温度ＴＥｍａｘと最小トルク時温度ＴＥｍｉｎとの差ΔＴＥがしきい値ΔＴＥｔｈを超えるか否かをチェックする（＃３５３）。
【０１４４】
差ΔＴＥがしきい値ΔＴＥｔｈを超える場合は（＃３５３でＹＥＳ）、ｎ回分の測定情報に基づいて、算出部１７６が上に述べた（１）式または（４）式を用いて予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出する（＃３５４）。
【０１４５】
差ΔＴＥがしきい値ΔＴＥｔｈを超えない場合は（＃３５３でＹＥＳ）、差ΔＴＥがしきい値ΔＴＥｔｈを超えるまで遡った（ｎ＋１）以上のＮ回数分の測定値に基づいて、算出部１７６が（１）式または（４）式を用いて予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出する（＃３５５）。
【０１４６】
図１８には制御回路１００の機能的構成の変形例が示されている。
【０１４７】
画像形成装置１ｂは、制御回路１００ｂを有する。制御回路１００ｂに代えて制御回路１００ｂを有することを除いて、画像形成装置１ｂの構成は、図７に示した画像形成装置１の構成と同様である。
【０１４８】
図７も参照して、制御回路１００ｂと図７の制御回路１００との差異は、制御回路１００が有する第２記憶部１７９、予測部１８０、および報知処理部１８１をに代えて、送信処理部１８２を制御回路１００ｂが有している点である。
【０１４９】
送信処理部１８２は、算出部１７６によって予測用トルク値ＴＯｔａｒが算出されると、算出された予測用トルク値ＴＯｔａｒを逐次に通信インタフェース５２を介して外部の装置９２に送信する。その際に、メイン制御部１０１から現在の走行距離Ｌを取得し、予測用トルク値ＴＯｔａｒと対応づけて送信する。
【０１５０】
外部の装置９２は、受信した予測用トルク値ＴＯｔａｒを用いて画像形成装置１ｂにおける定着ベルト７１の経時変化を予測する機能を有する。外部の装置９２は、例えば画像形成装置１ｂのメンテナンスを請け負うサービスセンターに設けられる。
【０１５１】
図１９には本発明の実施形態に係る画像形成システム２００の構成が示されている。図１９において、図７と同一の機能を有する要素には図７と同一の符合を付し、それらの説明を省略しまたは簡略化する。
【０１５２】
画像形成システム２００は、シート２に画像を形成する画像形成装置１ｃおよび画像形成装置１ｃとネットワーク９０ｃを介して通信可能に接続されるサーバ９３とを有する。ネットワーク９０ｃは、例えば、インターネットまたはその他の広域ネットワークとそれに接続されるＬＡＮ（Local Area Network）と含んで構成される。
【０１５３】
画像形成装置１ｃは、図１の画像形成装置１と同様のハードウェアにより構成される。すなわち、画像形成装置１ｃは、電子写真方式のカラープリンタであって、プリンタエンジン１０とともに、定着ベルト７１を接触させてシート２を加熱する定着器１７、定着ベルト７１を回転させる定着モータ３０、および制御回路１００ｃを備えている。
【０１５４】
制御回路１００ｃは、メイン制御部１０１、温度制御部１７１、測定部１７２、および送信処理部１８２ｃなどを有している。これらの機能は、ＣＰＵまたはその他のプロセッサを含む制御回路１００ｃのハードウェア構成により、または制御プログラムがプロセッサによって実行されることにより、またはこれらの組合せにより実現される。
【０１５５】
温度制御部１７１は、定着ベルト７１を定着温度に保つように定着ヒータ７３を制御する。
【０１５６】
測定部１７２は、設定された測定条件を満たす測定タイミングが到来するごとに、定着モータ３０のトルク値Ｔｏおよび定着ベルト７１の温度Ｔｅを測定する。測定部１７２は、温度測定部１７３とトルク測定部１７４とを有する。
【０１５７】
送信処理部１８２ｃは、トルク値Ｔｏの測定値である測定トルク値ＴＯと当該測定トルク値ＴＯに対応する温度Ｔｅの測定値である測定温度ＴＥとを示す測定データを、通信インタフェース５２を介してサーバ９３に送信する。
【０１５８】
他方、サーバ９３は、受信処理部１８３、第１記憶部１７５ｃ、算出部１７６、第２記憶部１７９ｃ、および予測部１８０などを有する。これらの機能は、ＣＰＵまたはその他のプロセッサを含む制御回路１００ｃのハードウェア構成により、または制御プログラムがプロセッサによって実行されることにより、またはこれらの組合せにより実現される。
【０１５９】
受信処理部１８３は、画像形成装置１ｃから送られてくる測定データを通信インタフェース２５２を介して受信する。
【０１６０】
第１記憶部１７５ｃは、受信処理部１８３によって受信された測定データを不揮発性メモリに格納することによって保存する。
【０１６１】
算出部１７６は、関数特定部１７７および演算部１７８を有し、保存されている複数回分の測定データ（測定トルク値ＴＯおよび測定温度ＴＥ）に基づいて予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出する。
【０１６２】
第２記憶部１７９ｃは、算出部１７６によって算出された予測用トルク値ＴＯｔａｒを、不揮発性メモリに格納することによって保存する。その際に、画像形成装置１ｃと通信してメイン制御部１０１から現在の走行距離Ｌを取得し、予測用トルク値ＴＯｔａｒと対応づけて保存する。
【０１６３】
予測部１８０は、保存されている複数の予測用トルク値ＴＯｔａｒのうちの直近の１以上のｋ個を用いて、定着ベルト７１の経時変化を予測する。例えば、潤滑剤８０の残存の状態を予測する。また、予測部１８０は、定着ベルト７１の余命ＬＢを算出する。
【０１６４】
予測部１８０による予測の結果は、画像形成装置１ｃの管理者またはサービスパーソンによる随時の閲覧が可能に保存され、例えば画像形成装置１ｃのメンテナンスのスケジュール作成などに用いられる。
【０１６５】
図２０には画像形成システム２００における処理の流れの例が示されている。
【０１６６】
画像形成装置１ｃは、所定の測定条件を満たす測定タイミングが到来すると（＃４０１でＹＥＳ）、定着モータ３０のトルク値Ｔｏおよび定着ベルト７１の温度Ｔｅを測定する（＃４０２）。そして、測定により得られた測定トルク値ＴＯと測定温度ＴＥとの組を測定データとしてサーバ９３に送信する（＃４０３）。
【０１６７】
サーバ９３は、画像形成装置１ｃから送られてきた測定データを受信して保存する（＃５０１、＃５０２）。
【０１６８】
予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に必要なｎ回分の測定値が得られると（＃５０３でＹＥＳ）、予測用トルク値の算出処理を行い（＃５０４）、算出した予測用トルク値ＴＯｔａｒを保存する（＃５０５）。そして、最新の予測用トルク値ＴＯｔａｒに基づいて、定着ベルト７１の経時変化として潤滑剤８０の残存の状態を予測する（＃５０６）。
【０１６９】
定着ベルト７１の寿命を予測するべきタイミングであれば（＃５０７でＹＥＳ）、例えば潤滑剤８０が枯渇したと推定された以降であれば、寿命予測処理を行う（＃５０８）。寿命予測処理では、定着器１７の経時変化を予測する。例えば、定着ベルト７１の余命ＬＢを算出する。
【０１７０】
以上の実施形態によると、定着ベルト７１の温度を厳密に一定値に調整したり一定値になるのを待って測定したりすることなく、定着モータ３０により回転する定着ベルト７１の経時変化を推定するための予測用トルク値ＴＯｔａｒを取得することができる。
【０１７１】
直近の複数回の測定で得られた測定値を用いて予測用トルク値ＴＯｔａｒを算出するので、トルク値Ｔｏと温度Ｔｅとの関係の経時変化にかかわらず、最新の関係が反映された予測用トルク値ＴＯｔａｒが得られる。
【０１７２】
定着器１７の経時変化の予測に予測用トルク値ＴＯｔａｒを用いることにより、使用の初期におけるトルク値Ｔｏの測定時の温度Ｔｅと対象温度ＴＥｔａｒとのずれに応じた係数を常に用いて補正した測定トルク値を用いる場合と比べて、予測の誤差を低減することができる。
【０１７３】
上に述べた実施形態においては、モータ電流の測定値ＤＩｍをトルク値Ｔｏを示す情報として用いたが、定着モータ３０にトルクセンサを設け、その検出信号に基づいてトルク値Ｔｏを測定してもよい。ベクトル制御部２３からトルクを発生させるｑ軸電流成分の推定値を取り出してトルク値Ｔｏを示す情報として用いてもよい。
【０１７４】
定着器１７の積算使用量を表わす数値データは、走行距離Ｌに限らない。例えば印刷枚数（積算印刷回数）を用いてトルク値Ｔｏの測定タイミングを定めたり定着ベルト７１の寿命を定量化したりすることができる。
【０１７５】
予測用トルク値ＴＯｔａｒの算出に用いるトルク値ＴＯの個数ｎは、例示した５または１０に限らず２以上の値することができる。画像形成装置１，１ｂ，１ｃの使用の初期からその後にわたって一定である必要はなく、経時変化の段階に応じて個数ｎを変更してもよい。
【０１７６】
個数ｎを３以上とした場合は、トルク値Ｔｏと温度Ｔｅとの関係を表わす関数として２次以上の関数を特定することができる。
【０１７７】
また、上に述べた実施形態においては、最大トルク値ＴＯｍａｘ、最小トルク値ＴＯｍｉｎ、およびこれらに対応する測定温度ＴＥに基づいて一次関数Ｆ１，Ｆ２を特定したが、これに限らない。ｎ個の測定トルク値ＴＯおよび測定温度ＴＥに基づいて、例えば最小二乗法により近似直線（回帰直線）を求めることにより、トルクＴｏと温度Ｔｅとの関係を表わす一次関数を特定することができる。その場合は、特定した一次関数の式に対象温度ＴＥｔａｒを代入すれば、予測用トルク値ＴＯｔａｒが求まる。
【０１７８】
その他、画像形成装置１，１ｂ，１ｃおよび画像形成システム２００のそれぞれの全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミング、定着ベルト７１の加熱の方式、定着モータ３０の種類、モータ制御の方式などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【符号の説明】
【０１７９】
１，１ｂ，１ｃ  画像形成装置
２  シート（記録媒体）
１７  定着器
３０  定着モータ（モータ）
７１  定着ベルト（定着部材）
７３  定着ヒータ（熱源）
７４  パッド
７５  加圧ローラ
８０  潤滑剤
９２  外部の装置
９３  サーバ
１７１  温度制御部
１７２  測定部
１７６  算出部
１８０  予測部
１８２，１８２ｃ  送信処理部
１８３  受信処理部
２００  画像形成システム
Ｆ１，Ｆ２  一次関数（関係）
Ｒ１  許容範囲（許容範囲）
Ｔｅ  温度
ＴＥ  測定温度
ＴＥａｖｅ  平均温度
ＴＥｍａｘ  最大トルク時温度
ＴＥｍｉｎ  最小トルク時温度
ＴＥｔａｒ  対象温度（所定の温度）
Ｔｏ  トルク値
ＴＯ  測定トルク値
ＴＯａｖｅ  トリム平均トルク値（代表値）
ＴＯｍａｘ  最大トルク値
ＴＯｍｉｎ  最小トルク値
ＴＯｔａｒ  予測用トルク値
ΔＴＥ  差（温度どうしの差）
ΔＴＥｔｈ  しきい値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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