(57)【要約】【課題】ユーザーの使用条件によらずその寿命を精度よく判定する定着装置を提供することにある。【解決手段】表面に離型層を有する定着部材１２と、該定着部材１２に対向配置される加圧部材１７と、を備え、前記定着部材１２と前記加圧部材１７により形成される定着ニップＮにて、記録媒体Ｐ上のトナー像を定着し、かつ該記録媒体Ｐを挟持搬送し、前記定着部材１２及び前記加圧部材１７の一方もしくは両方がベルト部材からなり、該ベルト部材の外側に、前記ベルト部材に張力を付与するテンションローラ１６を備え、該テンションローラ１６の位置を検知する位置検知手段１９を有し、該位置検知手段１９の検知結果により、前記テンションローラ１６が所定の位置よりも前記ベルト部材に食い込む時、寿命に達したと判定する定着装置。【選択図】図２
2010026435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に離型層を有する定着部材と、該定着部材に対向配置される加圧部材と、を備え、前記定着部材と前記加圧部材とにより形成される定着ニップにて、記録媒体上のトナー像を定着し、かつ該記録媒体を挟持搬送する定着装置において、前記定着部材及び前記加圧部材の一方もしくは両方がベルト部材からなり、該ベルト部材の外側に、前記ベルト部材に張力を付与するテンション付与部材を備え、該テンション付与部材の位置を検知する位置検知手段を有し、該位置検知手段の検知結果により、前記テンション付与部材が所定の位置よりも前記ベルト部材に食い込む時、寿命に達したと判定することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着部材がベルト部材からなり、前記テンション付与部材は前記ベルト部材に張力を付与する定着テンションローラであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着テンションローラの位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段と、その計算値から定着装置の残寿命を計算する残寿命計算手段と、前記残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
前記変化率計算手段は、前記定着テンションローラの位置の使用時間に対する変化率を計算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧部材がベルト部材からなり、前記テンション付与部材は前記ベルト部材に張力を付与する加圧テンションローラであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記変化率計算手段は、前記加圧テンションローラの位置の通紙枚数に対する変化率を計算することを特徴とする請求項１又は５記載の定着装置。
【請求項７】
前記変化率計算手段は、前記加圧テンションローラの位置の使用時間に対する変化率を計算することを特徴とする請求項５記載の定着装置。
【請求項８】
前記定着部材及び前記加圧部材の両方がベルト部材からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着部材及び前記加圧部材のいずれか一方がベルト部材からなり、これに対向する前記定着部材及び前記加圧部材のいずれか一方が固定パッドからなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項１０】
潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視化し、トナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上の前記トナー像を熱及び圧力により前記記録媒体上に定着させる画像形成装置において、前記トナー像を前記記録媒体上に定着させる定着装置として請求項１乃至９のいずれか１項記載の定着装置を搭載することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上に形成された画像に対して加熱及び加圧して像定着を行う定着装置、及びこの定着装置を搭載するＰＰＣ（普通紙）複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、定着画像品質は、定着部材と加圧部材とで形成される定着ニップの幅、いわゆるニップ幅により大きく影響を受けるが、経時のニップ幅は、定着部材及び加圧部材の経時の硬度変化により変動する。
一般にローラ定着方式と呼ばれる定着ローラと加圧ローラが接触する構成では、これらのローラ間が一定荷重で加圧されている場合、ローラ硬度が低くなるとローラ間の食い込み量が増加し、ニップ幅が増大する。このため、定着ローラと加圧ローラの位置変化により定着パラメータを変更し定着画像品質を安定させるもの、定着ローラと加圧ローラの距離を一定に保ち、経時でローラ硬度が低下し、食い込み量が増えてニップ幅が増大することを防止するものなどが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、定着ローラに対してベルトがテンションをかけて巻き付いている、いわゆるベルト定着方式では、定着ローラと加圧ローラの距離が一定の場合、定着ローラ硬度が低下するとニップ幅が減少する。
これは、弾性体の硬度が低下することにより、ニップ入口および出口近傍の弾性体がベルトのテンションによって変形し、加圧ローラから離間するためである。
【０００３】
図１４はベルト定着方式におけるニップの変化を説明する概略図である。この図１４（ａ）〜（ｄ）を参照してベルト定着方式におけるニップの変化について説明する。
図１４（ａ）〜（ｄ）において、定着ローラ１００にはベルト部材１０１が巻き回されており、加圧ローラ１０２はベルト部材１０１を介して定着ローラ１００に圧接している。
図１４（ａ）の状態は経時変化がなく定着ローラ１００が初期の径（標準状態）である場合を示しており、図１４（ｂ）は定着ローラ１００の径が経時によって変化して小さくなった実施の様態を示しており、図１４（ａ）から図１４（ｂ）の状態になると、ニップ幅が小さくなる。
また、図１４（ｃ）の状態は定着ローラ１００に経時変化がなく、ローラ硬度が初期の標準状態である場合を示し、これに対して図１４（ｄ）は経時変化により定着ローラ１００の硬度が低下した場合を示しており、図１４（ｃ）の状態から図１４（ｄ）に示す状態になると、ニップ幅が減少する。とくに、定着ローラ１００にスポンジローラを使用した定着装置の場合、経時のスポンジローラ硬度の低下によってニップ幅が大きく減少し、定着不良が発生するため、かかる硬度の低下の直前で定着装置の交換が必要となる。
【０００４】
かかる問題に対し、一般的には通紙枚数や駆動時間から、定着装置の寿命判定を行っている。しかしながら、スポンジローラの硬度の低下は、ユーザーの条件により大きく変化する。例えば、低温環境下では転写紙が冷えているために定着温度を高くして使用するが、定着温度が低い場合と比較して、同じ通紙枚数でもスポンジローラの硬度の低下は大きい。
また、特許文献１では、定着ニップ後にセンサを配設し、センサ位置に到達する時間を測定し、その変化により定着装置の劣化を直接検知し、定着装置寿命を判定する技術が提案されている。この技術は、初期と比べ、経時では転写紙が定着出口で定着部材に巻き付き気味に排紙するようになるとして、その巻き付き具合により寿命判定しているものである。
また、公知技術ではないが、テンションローラの位置により、定着温度や線速等を変化させる技術も研究されている。この技術によれば、寿命判定はできないが、定着装置の寿命を精度よく判定することができる。
【特許文献１】特開２００５−２５７７８１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、経時において、普通紙では巻き付き気味に排紙するような状態でも、厚紙を通紙した場合は、その剛性が強いため定着部材に巻き付くことなく排紙されるため、寿命とは判定されない場合がある。
このように、従来、ユーザーの使用条件によらず正確な寿命判定をすることは困難であり、所定の出力枚数の度に定着装置の交換を実施した場合、未だ使用可能な定着装置も寿命と判断され破棄される問題があり、また、紙詰まり、定着不良などの問題が発生してから定着装置を交換する場合は、画像形成装置のダウンタイムが大きくなる問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、定着装置を有する画像形成装置において、テンションローラの位置が、所定の位置よりも定着ベルトに食い込むと、定着ローラの硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらずその寿命を精度よく判定する定着装置及びこの定着装置を搭載する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、表面に離型層を有する定着部材と、該定着部材に対向配置される加圧部材と、を備え、前記定着部材と前記加圧部材とにより形成される定着ニップにて、記録媒体上のトナー像を定着し、かつ該記録媒体を挟持搬送する定着装置において、前記定着部材及び前記加圧部材の一方もしくは両方がベルト部材からなり、該ベルト部材の外側に、前記ベルト部材に張力を付与するテンション付与部材を備え、該テンション付与部材の位置を検知する位置検知手段を有し、該位置検知手段の検知結果により、前記テンション付与部材が所定の位置よりも前記ベルト部材に食い込む時、寿命に達したと判定する定着装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記定着部材がベルト部材からなり、前記テンション付与部材は前記ベルト部材に張力を付与する定着テンションローラである請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記定着テンションローラの位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段と、その計算値から定着装置の残寿命を計算する残寿命計算手段と、前記残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段と、を有する請求項１又は２記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記変化率計算手段が、前記定着テンションローラの位置の使用時間に対する変化率を計算する請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置を特徴とする。
【０００７】
また、請求項５に記載の発明は、前記加圧部材がベルト部材からなり、前記テンションローラは前記ベルト部材に張力を付与する加圧テンションローラである請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記変化率計算手段が、前記加圧テンションローラの位置の通紙枚数に対する変化率を計算する請求項１又は５記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記変化率計算手段が、前記加圧テンションローラの位置の使用時間に対する変化率を計算する請求項５記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記定着部材及び前記加圧部材の両方がベルト部材からなる請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記定着部材及び前記加圧部材のいずれか一方がベルト部材からなり、これに対向する前記定着部材及び前記加圧部材のいずれか一方が固定パッドからなる請求項１記載の定着装置を特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視化し、トナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上の前記トナー像を熱及び圧力により前記記録媒体上に定着させる画像形成装置において、前記トナー像を前記記録媒体上に定着させる定着装置として請求項１乃至９のいずれか１項記載の定着装置を搭載する画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、テンションローラの位置が、所定の位置よりもベルトに食い込むと、定着ローラの硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらず定着装置の寿命を精度よく判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用する画像形成装置を示す概略図である。図１において、画像形成装置の画像形成プロセスは感光体である感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋ上に電荷を印加して一様に帯電させる。
この帯電された表面に、図示してない露光装置からレーザを照射することにより、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋの一部を露光、除電して形成された静電潜像に、現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋの現像ローラ３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｂｋ上のトナーを移動させ、トナー画像とする。
カラー画像形成装置の場合に、画像形成部（感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋと現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋとの１組）は、ブラックトナー、イエロートナー、シアントナー、マゼンタトナーの４つのトナーを図１のように並べるか又は１つの感光体ドラムに４つの現像装置を配置するなどしてトナー画像を形成する。感光体ドラム上に形成されたトナー画像は、対向した転写装置４の中間転写ベルト５上に転写される。
【００１０】
中間転写ベルト５は、支持ローラと兼用する２次転写バイアスローラ６及び支持ローラ７で張架され、図示の実施の形態では反時計回りに回転可能となっている。感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋ上にトナー像が形成されると、各色に対応して１次転写ローラ８Ｙ、８Ｃ、８Ｍ、８Ｂｋに電圧が印加され、感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂｋ上のトナー像が中間転写ベルト５上に順次転写されていく。
中間転写ベルト５の内側には上述の支持ローラを兼ねる２次転写バイアスローラ６を配置しており、この２次転写バイアスローラ６に中間転写ベルト５を挟んで対向して２次転写ユニット９が配置されている。
２次転写部の上流には、転写紙搬送装置の一部であるレジストローラ対１０が配置されている。このレジストローラ対１０は給紙装置（図示せず）から搬送された記録媒体である転写紙をいったん止めて保持し、この転写紙を転写タイミング、すなわち、転写動作の準備が終わるまで待機させる。
レジストローラ対１０は中間転写ベルト５上へのトナー画像に合わせた転写タイミングで駆動し、２次転写ユニット９と中間転写ベルト５で形成されたトナー画像は２次転写ユニット９を通過し、転写紙に転写される。
転写装置の下流には、搬送装置を兼ねた一般的な定着装置１１が配置されている。この定着装置１１においてトナー画像を熱及び圧力で定着された転写紙は図示してない排紙ローラを通って外部に排出される。
【００１１】
図２は本発明による定着装置の第１の実施の形態を示す概略図である。この定着装置１１は表面を離型層であるＰＦＡチューブで覆われたベルト部材であるφ７５の定着ベルト１２の内部に、φ４０の発泡シリコンゴムの定着ローラ１４と内部にハロゲンヒータ１３を内包したφ３０のアルミの定着加熱ローラ１５がある。定着ベルト１２外部には、表層をＰＦＡチューブで覆われたφ１２の定着テンションローラ１６がある。
この定着テンションローラ１６はテンションスプリング１７によって定着ベルト１２に対して外側から張力を付与するテンション付与部材である。定着テンションローラ１６の定着ベルト１２から離れた側方には、この定着テンションローラ１６の変位量を検知する変位センサ１９が配設されている。変位センサ１９にはレーザ変位計を用いている。本画像形成装置のプロセス線速は３２２ｍｍ／秒である。
加圧ローラ１７は内部にハロゲンヒータ１８が配置され、定着ベルト１２を介して定着ローラ１４の下部に圧接する第２ローラ部材である。加圧ローラ１７と定着ローラ１４とにより定着ベルト１２を介在して定着ニップＮを形成している。図２には、さらに、転写紙Ｐ、ローラ線速Ｖｒ、ニップ幅Ｎｔ、転写紙Ｐ上の定着前のトナーＧｏ、定着後のトナーＧを示している。
【００１２】
変位センサ１９は定着テンションローラ１６側方に配置されかつレーザ変位計からなる検知手段であり、定着テンションローラ１６の変位量、すなわち、定着テンションローラ１６の定着ベルト１２に対する食い込み量を検知している。
制御部であるＣＰＵ（中央演算処理ユニット）２０は装置各部の動作を制御しており、本実施の形態では変位センサ１９からの検知情報を受けて演算処理し、その検知結果に応じて、ハロゲンヒータ１３、１８の発熱／加熱を、ヒータ駆動部材２１、２２を介して制御し、かつ定着ローラ１４、加圧ローラ１７を、ローラ駆動部２３、２４を介して制御する。
ＣＰＵ２０の機能には、前記テンションローラの位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段としての機能、その計算値から定着装置の残寿命を計算する残寿命計算手段としての機能、前記残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段としての機能を有している。
図３は定着テンションローラの初期状態からの変位量とニップ幅の関係と、定着装置において定着品質を確保できる下限ニップ幅（１０．３ｍｍ）とをグラフで示す図である。図中、定着テンションローラ１６の変位量は、数値が大きくなると定着ニップ幅が減少することを表している。
【００１３】
図４は本発明による定着装置の動作を示すフローチャートである。図４において、プリント信号がオンで定着モータ（図示せず）をオンする（Ｓ１）。定着モータのオン後１秒経過かどうか判断し（Ｓ２）、１秒経過ならば、定着テンションローラ１６（図示せず）の変位量Ｘを測定する（Ｓ３）。
次いで、給紙を開始し（Ｓ４）、作像動作を行い（Ｓ５）、ジョブエンドかどうかを判断し（Ｓ６）、次に、定着テンションローラ１６の変位量が８ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ７）、定着テンションローラ１６の変位量が８ｍｍ以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示し（Ｓ８）、定着モータをオフする（Ｓ９）。
本発明においては、上記定着テンションローラ１６の位置が、所定の位置よりも定着ベルト１１に食い込むと、定着ローラ１４の硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらず定着装置の寿命を精度よく判定することができる。
【００１４】
図５は本発明による定着装置の動作の第１の実施の形態を示すフローチャートである。図５において、プリント信号がオンで図示してない定着モータをオンする（Ｓ１１）。定着モータのオン後１秒経過かどうか判断し（Ｓ１２）、１秒経過ならば、定着テンションローラ１６（図２）の変位量Ｘを測定する（Ｓ１３）。
次に、変位量Ｘが７ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ１４）、変位量Ｘが７ｍｍ以上ならば寿命予測枚数カウンタをオフし（Ｓ１５）、残寿命（残寿命＝寿命予測枚数カウンタ値）を計算する（Ｓ１６）。ステップ（Ｓ１４）で変位量Ｘが７ｍｍ以上でないならば、変位量Ｘが６ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ１７）、変位量Ｘが６ｍｍ以上ならば寿命予測枚数カウンタをオンする（Ｓ１８）。
ステップ（Ｓ１６）、ステップ（Ｓ１８）の次に、かつ変位量Ｘが６ｍｍ以上でないならば、給紙を開始し（Ｓ１９）、作像動作を行い（Ｓ２０）、ジョブエンドかどうかを判断し（Ｓ２１）、次に、定着テンションローラ１６の変位量Ｘが８ｍｍ以上かどうかを判断する（Ｓ２２）。
定着テンションローラ１６の変位量Ｘが８ｍｍ以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示する（Ｓ２３）。ステップ（Ｓ２２）で変位量Ｘが８ｍｍ以上でないならば、変位量Ｘが７ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ２４）、変位量Ｘが７ｍｍ以上ならば、操作パネルに“残寿命○○枚”を表示し（Ｓ２５）、ステップ（Ｓ２３）に続いてと同様に定着モータをオフする（Ｓ２６）。
【００１５】
図６は定着テンションローラ食い込み量とニップ幅との関係をグラフで示す図である。図２及び図６を参照して説明すると、定着テンションローラ１６の変位量（食い込み量）が６ｍｍ以上を検知した時に“寿命予測枚数カウンタ”をスタートさせる。定着テンションローラ１６の変位量が７ｍｍ以上を検知した時に“寿命予測枚数カウンタ”を停止させる。
定着テンションローラ１６の変位量が７ｍｍから、定着装置１１の寿命である８ｍｍに到達するまでの枚数は、定着テンションローラ１６の変位量が６ｍｍから７ｍｍに到達するのに要した枚数と同等であるため、定着テンションローラ１６の変位量が７ｍｍに到達した時の残寿命は、６ｍｍから７ｍｍまでの枚数カウンタの値となり、その値を操作部表示パネル（図示せず）に枚数で表示する。
また、定着テンションローラ１６の変位量が８ｍｍ以上を検知した時、定着装置１１が寿命に達したと判定し、画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示する（図５のステップＳ２３）。
このように定着テンションローラ１６の位置の通紙枚数に対する変化率を計算する計算手段により、定着装置１１の残寿命を計算し、この定着装置１１の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示することにより、ユーザーに対し残り使用可能な通紙枚数を報知し、定着装置交換の準備を促すことにより、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。
【００１６】
図７は本発明による定着装置の動作の第２の実施の形態を示すフローチャートである。図２及び図７において、プリント信号がオンで定着モータをオンする（Ｓ３１）。定着モータ（図示せず）のオン後１秒経過かどうか判断し（Ｓ３２）、１秒経過ならば、定着テンションローラ１６の変位量Ｘを測定する（Ｓ３３）。
次に、変位量Ｘが７ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ３４）、変位量Ｘが７ｍｍ以上ならば寿命予測タイマをオフし（Ｓ３５）、残寿命（残寿命＝寿命予測枚数カウンタ値）を計算する（Ｓ３６）。ステップ（Ｓ３４）で変位量Ｘが７ｍｍ以上でないならば、変位量Ｘが６ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ３７）、変位量Ｘが６ｍｍ以上ならば寿命予測タイマをオンする（Ｓ３８）。
ステップ（Ｓ３６）、ステップ（Ｓ３８）の次に、かつ変位量Ｘが６ｍｍ以上でないならば、給紙を開始し（Ｓ３９）、作像動作を行い（Ｓ４０）、ジョブエンドかどうかを判断し（Ｓ４１）、次に、定着テンションローラ１６（図２）の変位量Ｘが８ｍｍ以上かどうかを判断する（Ｓ４２）。
定着テンションローラ１６の変位量Ｘが８ｍｍ以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示する（Ｓ４３）。ステップ（Ｓ４２）で変位量Ｘが８ｍｍ以上でないならば、変位量Ｘが７ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ４４）、変位量Ｘが７ｍｍ以上ならば、操作パネルに“残寿命○○枚”を表示し（Ｓ４５）、ステップ（Ｓ４３）に続いてと同様に定着モータをオフする（Ｓ４６）。
【００１７】
図８は定着テンションローラ食い込み量とニップ幅との関係をグラフで示す図である。図２及び図８を参照して説明すると、定着テンションローラ１６の変位量が６ｍｍ以上を検知した時に“寿命予測タイマ”を始動させる。定着テンションローラ１６の変位量が７ｍｍ以上を検知した時に“寿命予測タイマ”を停止させる。
定着テンションローラ１６の変位量が７ｍｍから、定着装置１１の寿命である８ｍｍに到達するまでの枚数は、定着テンションローラ１６の変位量が６ｍｍから７ｍｍに到達するのに要した時間と同等であるため、定着テンションローラ１６の変位量が７ｍｍに到達した時の残寿命は、６ｍｍから７ｍｍまでのタイマの値となり、その値を図示してない操作部表示パネルに時間で表示する。また、定着テンションローラ１６の変位量が８ｍｍ以上を検知した時、定着装置１１が寿命に達したと判定し、画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示する。
定着テンションローラ１６の位置の使用時間に対する変化率を計算する計算手段により、定着装置１１の残寿命を計算し、この定着装置１１の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示することにより、ユーザーに対し残り使用可能な時間を報知し、定着装置交換の準備を促すことにより、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。
【００１８】
図９は本発明による定着装置の第２の実施の形態を示す概略図である。表面を離型層であるＰＦＡチューブで覆われたφ７５の加圧ベルト２５の内部に、φ４０の発泡シリコンゴムの加圧ローラ２８と内部にハロゲンヒータ２７を内包したφ３０のアルミの加圧加熱ローラ２６がある。
加圧ベルト２５外部には、表層をＰＦＡチューブで覆われたφ１２の加圧テンションローラ１６がある。この加圧テンションローラ１６は第１の実施の形態と同じ符号を付しているが、加圧ベルト２５に対して設けられているので、この第２の実施の形態の説明では加圧テンションローラ１６として説明する。
加圧テンションローラ１６はテンションスプリング１７によって加圧ベルト２５に対して張力を与えている。加圧テンションローラ１６の加圧ベルト２５から離れた側方には、この加圧テンションローラ１６の変位量を検知する変位センサ１９が配設されている。変位センサ１９にはレーザ変位計を用いている。
【００１９】
この定着装置１１は、表面に離型層を有する定着ローラ２９と、加圧ベルト２５と、この加圧ベルト２５内部に弾性層を有する加圧加熱ローラ２６と加圧ベルト２５に熱を与えるハロゲンヒータ２７と、加圧ベルト２５外側に、加圧ベルト２５に張力を付与する加圧テンションローラ１６と、を有している。
この定着装置１１は、定着部材である定着ローラ２９と加圧部材である加圧ベルト２５の距離を一定に保つ保持部材（例えば、定着ローラ２９の軸と加圧ローラの軸を固定の間隔で軸承する枠体が上げられるが、図示せず）を有し、かつ定着ローラ２９と加圧ローラ２８により形成される定着ニップＮにて、記録媒体上のトナー像を定着し、かつ記録媒体を挟持搬送する。
加圧テンションローラ１６の位置を検知する位置検知手段１９を有し、加圧テンションローラ１６が所定の位置よりも加圧ベルト２５に食い込むと、加圧ローラ２８の硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップＮが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらず定着装置１１の寿命を精度よく判定することができる。
【００２０】
図９には、さらに、転写紙Ｐ、ローラ線速Ｖｒ、ニップ幅Ｎｔ、転写紙Ｐ上の定着前のトナーＧｏ、定着後のトナーＧを示している。変位センサ１９は定着テンションローラ１６側方に配置されかつレーザ変位計からなる検知手段であり、定着テンションローラ１６の変位量、すなわち、定着テンションローラ１６の定着ベルト１２に対する食い込み量を検知している。
制御部であるＣＰＵ（中央演算処理ユニット）２０は装置各部の動作を制御しており、本実施の形態では変位センサ１９からの検知情報を受けて演算処理し、その検知結果に応じて、ハロゲンヒータ１３、１８の発熱／加熱を、ヒータ駆動部材２１、２２を介して制御し、かつ定着ローラ１４、加圧ローラ１７を、ローラ駆動部２３ 、２４を介して制御する。
ＣＰＵ２０の機能には、前記加圧テンションローラ１６の位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段としての機能、その計算値から定着装置の残寿命を計算する残寿命計算手段としての機能、前記残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段としての機能を有している。
【００２１】
図１０は図９による本発明の定着装置の動作を示すフローチャートである。図９及び図１０において、プリント信号がオンで定着モータをオンする（Ｓ５１）。定着モータ（図示せず）のオン後１秒経過かどうか判断し（Ｓ５２）、１秒経過ならば、加圧テンションローラ１６（図示せず）の変位量Ｘを測定する（Ｓ５３）。
次いで、給紙を開始し（Ｓ５４）、作像動作を行い（Ｓ５５）、ジョブエンドかどうかを判断し（Ｓ５６）、次に、加圧テンションローラ１６の変位量が８ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ５７）、加圧テンションローラ１６の変位量が８ｍｍ以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示し（Ｓ５８）、定着モータをオフする（Ｓ５９）。
加圧テンションローラ１６の位置を検知する検知手段１９を有し、加圧テンションローラ１６が所定の位置よりも加圧ベルト２５に食い込むと、加圧ローラ２８の硬度が低下又は外径の減少により、定着ニップＮが規定よりも少ないと判断することにより、ユーザーの使用条件によらず定着装置の寿命を精度よく判定することができる。
【００２２】
図１１は図９による定着装置の動作の第１の実施の形態を示すフローチャートである。図９及び図１１において、プリント信号がオンで図示してない定着モータをオンする（Ｓ６１）。定着モータのオン後１秒経過かどうか判断し（Ｓ６２）、１秒経過ならば、加圧テンションローラ１６の変位量Ｘを測定する（Ｓ６３）。
次に、変位量Ｘが７ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ６４）、変位量Ｘが７ｍｍ以上ならば寿命予測枚数カウンタをオフし（Ｓ６５）、残寿命（残寿命＝寿命予測枚数カウンタ値）を計算する（Ｓ６６）。ステップ（Ｓ６４）で変位量Ｘが７ｍｍ以上でないならば、変位量Ｘが６ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ６７）、変位量Ｘが６ｍｍ以上ならば寿命予測枚数カウンタ（ＣＰＵ２０）をオンする（Ｓ６８）。
ステップ（Ｓ６６）、ステップ（Ｓ６８）の次に、かつ変位量Ｘが６ｍｍ以上でないならば、給紙を開始し（Ｓ６９）、作像動作を行い（Ｓ７０）、ジョブエンドかどうかを判断し（Ｓ７１）、次に、加圧テンションローラ１６の変位量Ｘが８ｍｍ以上かどうかを判断する（Ｓ７２）。
【００２３】
加圧テンションローラ１６の変位量Ｘが８ｍｍ以上を検知した時、定着装置１１が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示する（Ｓ７３）。ステップ（Ｓ７２）で変位量Ｘが８ｍｍ以上でないならば、変位量Ｘが７ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ７４）、変位量Ｘが７ｍｍ以上ならば、操作パネルに“残寿命○○枚”を表示し（Ｓ７５）、ステップ（Ｓ７３）に続いてと同様に定着モータをオフする（Ｓ７６）。
すなわち、加圧テンションローラ１６の変位量が６ｍｍ以上を検知した時に“寿命予測枚数カウンタ”を始動させる。加圧テンションローラ１６の変位量が７ｍｍ以上を検知した時に“寿命予測枚数カウンタ”を停止させる。
加圧テンションローラ１６の変位量が７ｍｍから、定着装置の寿命である８ｍｍに到達するまでの枚数は、加圧テンションローラ１６の変位量が６ｍｍから７ｍｍに到達するのに要した枚数と同等であるため、加圧テンションローラ１６の変位量が７ｍｍに到達した時の残寿命は、６ｍｍから７ｍｍまでの枚数カウンタの値となり、その値を操作部表示パネルに枚数で表示する。
【００２４】
また、加圧テンションローラ１６の変位量が８ｍｍ以上を検知した時、定着装置１１が寿命に達したと判定し、画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示する。
このように、本実施の形態の形態では、加圧テンションローラ１６の位置の通紙枚数に対する変化率を計算する変化率計算手段（ＣＰＵ２０）と、その計算値から定着装置１１の残寿命を計算する残寿命計算手段（ＣＰＵ２０）と、定着装置１１の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段（ＣＰＵ２０）とを有している。
従って、加圧テンションローラ１６の位置の通紙枚数に対する変化率を計算する手変化率計算段（ＣＰＵ２０）により、定着装置１１の残寿命を計算し、この定着装置１１の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示することにより、ユーザーに対し残り使用可能な通紙枚数を報知し、定着装置交換の準備を促すことにより、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。
【００２５】
図１２は本発明による定着装置の動作の第２の実施の形態を示すフローチャートである。図１２において、プリント信号がオンで定着モータをオンする（Ｓ８１）。定着モータのオン後１秒経過かどうか判断し（Ｓ８２）、１秒経過ならば、加圧テンションローラ１６の変位量Ｘを測定する（Ｓ８３）。
次に、変位量Ｘが７ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ８４）、変位量Ｘが７ｍｍ以上ならば寿命予測タイマ（ＣＰＵ２０）をオフし（Ｓ８５）、残寿命（残寿命＝寿命予測枚数カウンタ値）を計算する（Ｓ８６）。ステップ（Ｓ８４）で変位量Ｘが７ｍｍ以上でないならば、変位量Ｘが６ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ８７）、変位量Ｘが６ｍｍ以上ならば寿命予測タイマをオンする（Ｓ８８）。
ステップ（Ｓ８６）、ステップ（Ｓ８８）の次に、かつ変位量Ｘが６ｍｍ以上でないならば、給紙を開始し（Ｓ８９）、作像動作を行い（Ｓ９０）、ジョブエンドかどうかを判断し（Ｓ９１）、次に、加圧テンションローラ１６の変位量Ｘが８ｍｍ以上かどうかを判断する（Ｓ９２）。
【００２６】
加圧テンションローラ１６の変位量Ｘが８ｍｍ以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、図示してない画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示する（Ｓ９３）。ステップ（Ｓ９２）で変位量Ｘが８ｍｍ以上でないならば、変位量Ｘが７ｍｍ以上かどうかを判断し（Ｓ９４）、変位量Ｘが７ｍｍ以上ならば、操作パネルに“残寿命○○枚”を表示し（Ｓ９５）、ステップ（Ｓ９３）に続いてと同様に定着モータをオフする（Ｓ９６）。
すなわち、加圧テンションローラ１６の変位量が６ｍｍ以上を検知した時に“寿命予測タイマ”を始動させる。加圧テンションローラ１６の変位量が７ｍｍ以上を検知した時に“寿命予測タイマ”を停止させる。
加圧テンションローラ１６の変位量が７ｍｍから、定着装置１１の寿命である８ｍｍに到達するまでの枚数は、加圧テンションローラ１６の変位量が６ｍｍから７ｍｍに到達するのに要した時間と同等であるため、加圧テンションローラ１６の変位量が７ｍｍに到達した時の残寿命は、６ｍｍから７ｍｍまでのタイマの値となり、その値を操作部表示パネルに時間で表示する。
【００２７】
また、加圧テンションローラ１６の変位量が８ｍｍ以上を検知した時、定着装置が寿命に達したと判定し、画像形成装置の操作部の表示パネルに“定着ＵＮＩＴ交換”を表示する。
このように、この実施の形態においては、加圧テンションローラ１６の位置の使用時間に対する変化率を計算する変化率計算手段（ＣＰＵ２０）と、その計算値から定着装置１１の残寿命を計算する残寿命計算手段（ＣＰＵ２０）と、定着装置１１の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示する開示手段（ＣＰＵ２０）とを有している。
従って、加圧テンションローラ１６の位置の使用時間に対する変化率を計算する変化率計算手段により、定着装置１１の残寿命を計算し、この定着装置１１の残寿命を表示もしくは画像形成装置外へと開示することにより、ユーザーに対し残り使用可能な時間を報知し、定着装置交換の準備を促すことにより、画像形成装置のダウンタイムを短縮することができる。
【００２８】
図１３は２つのベルト部材を有する定着装置を示す概略図である。図１３に示すように、この実施の形態において、定着装置１１はベルト部材からなる定着部材である定着ベルト３１と、ベルト部材からなる加圧部材である加圧ベルト３２と、から構成されている。
また、図示はしてないが、定着部材及び加圧部材のいずれか一方がベルト部材からなり、これに対向する定着部材及び加圧部材のいずれか一方が固定パッドからなる構成としても本発明を適用して好適な定着装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を適用する画像形成装置を示す概略図である。
【図２】本発明による定着装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
【図３】定着テンションローラの初期状態からの変位量とニップ幅の関係と、定着装置において定着品質を確保できる下限ニップ幅（１０．３ｍｍ）とをグラフで示す図である。
【図４】本発明による定着装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明による定着装置の動作の第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【図６】定着テンションローラ食い込み量とニップ幅との関係をグラフで示す図である。
【図７】本発明による定着装置の動作の第２の実施の形態を示すフローチャートである。
【図８】定着テンションローラ食い込み量とニップ幅との関係をグラフで示す図である。
【図９】本発明による定着装置の第２の実施の形態を示す概略図である。
【図１０】図９による本発明の定着装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図９による定着装置の動作の第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１２】本発明による定着装置の動作の第２の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１３】２つのベルト部材を有する定着装置を示す概略図である。
【図１４】ベルト定着方式におけるニップの変化を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  潜像担持体（感光体ドラム）、２  現像装置、５  中間転写ベルト、１１  定着装置、１２  定着部材（定着ベルト）、１４  定着ローラ、１５  定着加熱ローラ、１６  テンション付与部材（定着又は加圧テンションローラ）、１７  加圧部材（加圧ローラ）、１９  位置検知手段（変位センサ）、２０  ＣＰＵ（変化率計算手段、残寿命計算手段、開示手段）、２５  加圧部材（加圧ベルト）、２６  加圧加熱ローラ、２８  加圧ローラ、２９  定着部材（定着ローラ）、３１  定着部材（定着ベルト）、３２  加圧部材（加圧ベルト）、Ｎ  定着ニップ、Ｐ  記録媒体
【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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