(57)【要約】【課題】記録シートの媒体種類に対応して経年劣化度を算出し、残り寿命の変更を可能とすることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】記録シートＳ２をニップして通紙する搬送部と、搬送部において記録シートＳ２をニップして通紙した際に経年劣化の要因となる記録シートＳ２の媒体情報を検出する検出部７０と、検出部７０で検出した媒体情報を搬送部の経年劣化度として蓄積する記憶部７８と、記憶部７８で蓄積した搬送部の経年劣化度と予め設定された閾値とから搬送部の残り寿命を算出する算出部７９と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録シートをニップして通紙する搬送部と、
前記搬送部において記録シートをニップして通紙した際に経年劣化の要因となる記録シートの媒体情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出した媒体情報を前記搬送部の経年劣化度として蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部で蓄積した前記搬送部の経年劣化度と予め設定された閾値とから前記搬送部の残り寿命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】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記検出部は、記録シートの媒体情報として平滑度を検出し、
前記算出部は、前記検出部で検出した記録シートの平滑度情報と、記録シートの通紙距離情報と、を用いて前記搬送部における通紙ごとの記録シートあたりの経年劣化度を算出し、
前記蓄積部は、前記算出部で算出した前記搬送部における記録シート単位の経年劣化度を蓄積する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記算出部は、前記検出部で検出した記録シートの平滑度情報と、記録シートの通紙距離情報と、予め入力された記録シートの坪量情報と、を用いて前記搬送部における通紙ごとの記録シートあたりの経年劣化度を算出し、
前記蓄積部は、前記算出部で算出した前記搬送部におけるシート単位の経年劣化度を蓄積する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１に記載の画像形成装置において、
前記搬送部は、記録シートに転写されたトナー像を記録シートに定着するためにシート表面側に配置した加熱部と、シート裏面側に配置して前記加熱部を加圧する加圧部と、を有し、
前記算出部は、前記蓄積部に蓄積した前記搬送部の経年劣化度と前記検出部で検出した媒体情報とを用いて前記加熱部への加熱量と前記加圧部への加圧力とを含む画像形成条件を算出する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記算出部は、算出した画像形成条件として前記搬送部の経年劣化度が高くなるほど前記加熱部への加熱量を低くするとともに前記加圧部への加圧力を低くする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記算出部は、算出した画像形成条件として前記搬送部における経年劣化度が予め設定された第２閾値に到達したことを条件として前記加熱部への加熱量と前記加圧部への加圧力とを含む画像形成条件の変更を開始する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１に記載の画像形成装置において、
前記算出部は、前記搬送部における経年劣化度を前記搬送部の通紙時間当たりの削れ速度から削れ量を算出する
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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらを機能的に組み合わせた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式の画像形成装置にあっては、トナー像を転写した記録紙等の記録シートを定着部で加熱及び加圧しつつ通紙することでトナー像を記録シートに定着させて画像を形成している。
【０００３】
このような記録シートとしては、いわゆる普通紙の他、和紙、ＯＨＰシート、グロスコート紙、マットコート紙、アートコート紙等の塗工紙、といった材質を用いたものが知られている。また、記録シートは、同じ材質であっても、その紙厚は複数種類に及び、トナー像を定着する表面に凹凸を有するエンボス加工等を施したものもある。
【０００４】
したがって、画像形成装置においては、定着部でトナー像を定着する際の加熱量や加圧力等の定着条件（以下、単に『定着条件』ともいう。）を考慮する必要がある。特に、記録シートに対して高画質な画像形成を行う際には、定着条件を記録シートの種類に応じて個別に設定する必要がある。
【０００５】
これは、記録シートにトナー像を定着する際の画像品質は、記録シートの材質、厚さ、湿度、平滑性及び塗工状態等の媒体情報が大きく影響することに起因する。
【０００６】
ここで、記録シートの媒体情報の一つとしての平滑性を表す指標として平滑度がある。記録シートの平滑度は、トナー像を定着する紙面に試験板を密着させた時に、その間を一定量の空気が流れる単位時間［秒］で表したもので、記録シートの平滑度と定着品質とは極めて高い相関がある。このような記録シートにおける表面上の凹凸部分におけるトナーの定着率、特に、凹んだ部分におけるトナーの定着率は悪くなる方向に変化する。
【０００７】
したがって、定着部では、トナー像を定着させる際に、記録シートの平滑度を考慮した定着条件を設定する必要がある。定着部は、記録シートの平滑度を考慮しないでトナー像を定着した場合には高画質な画像を得ることができないばかりでなく、場合によっては定着不良などの異常画像を引き起こすこともある。
【０００８】
しかしながら、記録シートに関する媒体情報は、例えば、坪量に関する情報とは異なり、平滑度に関する情報（以下、『平滑度情報』ともいう。）は、記録シートを収容したパッケージ等に記載されていないのが殆どである。したがって、記録シートの平滑度情報を利用者が知り得ることは極めて困難である。
【０００９】
そこで、画像形成装置においては、記録シートの平滑度や紙厚等の媒体情報を検出センサ等を用いて検出することで入手するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。
【００１０】
一方、記録シートの種類、特に、平滑度や紙厚といった条件は、普通紙に比べて定着部へのダメージが大きい。したがって、定着部の経年劣化は、普通紙のみを用いた場合に比べて平滑度が低くて凹凸の多い紙や厚口紙を用いた場合の方が激しくなる。
【００１１】
このような定着部の経年劣化を考慮し、定着部における経年劣化の度合いを正確に把握して定着条件を最適に制御する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、画像形成装置に使用される転写部や定着部等にあっては、上述した通紙等に伴う経年劣化により部品交換を促すようにしている。この際、これら各部の寿命は、一般的にはＡ４サイズの普通紙の通紙枚数を基準として設定しており、カウンタ等を用いて所定通紙枚数に達したときに部品交換を促すメッセージ等により使用者に報知している。
【００１３】
しかしながら、上述のような従来の画像形成装置にあっては、例えば、定着部の経年劣化に伴う定着条件を変更するようにはしているものの、経年劣化の変化に伴う残り寿命の算出や報知を行うものではなかった。
【００１４】
したがって、定着部等の部品交換時期を利用者に報知する場合、実際の経年劣化の状況と報知の時期とにずれが発生してしまうという問題があった。
【００１５】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、記録シートの媒体種類に対応して経年劣化度を算出し、残り寿命の変更を可能と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。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、上記目的達成のため、記録シートをニップして通紙する搬送部と、前記搬送部において記録シートをニップして通紙した際に経年劣化の要因となる記録シートの媒体情報を検出する検出部と、前記検出部で検出した媒体情報を前記搬送部の経年劣化度として蓄積する蓄積部と、前記蓄積部で蓄積した前記搬送部の経年劣化度と予め設定された閾値とから前記搬送部の残り寿命を算出する算出部と、を有するよう構成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、記録シートの媒体種類に対応して経年劣化度を算出し、残り寿命の変更を可能とすることができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における定着装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における検出部の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における記録シートの搬送方向と検出部の配置方向との関係を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における検出部の周辺構造の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における記録シートの平滑度の違いに起因する通紙枚数と離型層の削れ量との関係を示すグラフ図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における平滑度を検出部の電圧で検出した際の平滑度と電圧値との関係を示すグラフ図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における平滑度と摩擦係数との関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における加圧力の違いに起因する通紙枚数と離型層の削れ量との関係を示すグラフ図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における目標温度を切り替えた場合における通紙枚数と離型層の削れ量との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
まず、構成について説明する。
図１に示すように、本実施の形態の画像形成装置１は、電子写真方式を採用しており、図示上段から、原稿シート搬送装置１００と、画像読取装置２００と、画像形成装置本体３００と、画像形成装置本体３００の側面に配置した両面搬送装置４００と、を有する。
【００２１】
原稿シート搬送装置１００は、枚葉の原稿シートＳ１を載置して最上位の原稿シートから順に自動的に取り出して搬送する自動原稿シート搬送装置を用いており、オプションにより設置可能となっている。
【００２２】
原稿シート搬送装置１００は、画像形成装置１の背面側を軸線として画像読取装置２００に対して開閉可能となっている。
【００２３】
原稿シート搬送装置１００は、原稿シートＳ１を載置する原稿シート載置トレイ１０１と、原稿シートＳ１を最上位から順に取り出す給紙部１１０と、搬送後の原稿シートＳ１を積載する排紙トレイ部１０２と、給紙部１１０を覆うカバー１０３と、を有する。
【００２４】
給紙部１１０は、原稿シートＳ１の搬送方向上流側から下流側に向かって、給紙ローラ１１１、分離部１１２、中継ローラ１１３、折返部１１４、排紙部１１５、スイッチバック部１１６、をこの順に配置している。
【００２５】
給紙ローラ１１１は、原稿シート載置トレイ１０１に画像上向き状態で載置した原稿シートＳ１のうち、最上位に位置する原稿シートＳ１の表面と接触し、この最上位の原稿シートＳ１を下流側に向けて搬送するようになっている。
【００２６】
分離部１１２は、給紙ローラ１１１で取り出した最上位の原稿シートＳ１を下流側へと搬送する搬送ベルト体１１２Ａと、搬送ベルト体１１２Ａに対向して配置して搬送ベルト体１１２Ａとは逆方向に回転する分離ローラ１１２Ｂと、を有する。分離部１１２は、搬送ベルト体１１２Ａによって最上位の原稿シートＳ１を下流側に向けて搬送すると同時に、分離ローラ１１２Ｂによって最上位の原稿シートＳ１よりも下側の他の原稿シートＳ１を重ねて搬送しないように上流側に向けて押し戻すようになっている。これにより、最上位の原稿シートＳ１のみを分離して下流側へと搬送するようになっている。
【００２７】
中継ローラ１１３は、一対のローラ体から構成し、原稿シートＳ１をさらに下流側へとニップして通紙するようになっている。中継ローラ１１３は、原稿シート搬送装置１００で設定した最小許容サイズの原稿シートＳ１を上流側から下流側へと引き継いで搬送するように給紙部１１０の適宜位置に配置している。
【００２８】
折返部１１４は、搬送駆動ローラ１１４Ａと、この搬送駆動ローラ１１４Ａに当接する複数のピンチローラ１１４Ｂと、カバー１０３の裏面から立ち上げて搬送方向に沿って延びる複数の搬送リブ（図示せず）と、を有する。搬送駆動ローラ１１４Ａの下端付近は原稿シートＳ１の画像読取部となっている。折返部１１４は、中継ローラ１１３から引き継いだ原稿シートＳ１を搬送駆動ローラ１１４Ａとピンチローラ１１４Ｂとで排紙部１１５に向けて搬送する。後述する画像読取装置２００は、搬送駆動ローラ１１４Ａの下端付近の画像読取部で原稿シートＳ１の画像を読み取るようになっている。
【００２９】
排紙部１１５は、一対のローラ体から構成し、画像読み取り後の原稿シートＳ１を排紙トレイ部１０２へと排紙するようになっている。排紙部１１５は、読み取り後の原稿シートＳ１を原稿シート載置トレイ１０１と同じ順序で排紙トレイ部１０２に積載するようになっている。
【００３０】
スイッチバック部１１６は、フラップ１１６Ａと、スイッチバックローラ１１６Ｂと、排紙部１１５の一対のローラ体の一方を共有する中継ローラ１１６Ｃと、を有する。スイッチバック部１１６は、原稿シートＳ１が両面原稿の場合に、裏面側の画像を読み取るために折返部１１４よりも搬送方向上流側に記録シートＳ２を再び送り出すようになっている。
【００３１】
フラップ１１６Ａは、排紙部１１５から排紙されようとする原稿シートＳ１をスイッチバックローラ１１６Ｂに向けて案内するように搬送経路を切り替えるようになっている。
【００３２】
スイッチバックローラ１１６Ｂは、一対のローラ体から構成し、両面の原稿シートＳ１を一旦搬送方向に沿って引き続き搬送し、原稿シートＳ１の上流端が排紙部１１５を抜けた後に逆方向に回転し、原稿シートＳ１を逆搬送するようになっている。
【００３３】
画像読取装置２００は、スキャナ装置であり、原稿シート搬送装置１００によって搬送過程にある原稿シートＳ１の画像を読み取る機能と、固定原稿（図示せず）の画像を読み取る機能とを具備している。画像読取装置２００は、コンタクトガラス２０１と、プラテンガラス２０２と、第１キャリッジ２０３と、第２キャリッジ２０４と、レンズユニット２０５と、イメージセンサであるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）２０６と、を有する。
【００３４】
コンタクトガラス２０１は、原稿シート搬送装置１００で搬送中の原稿シートＳ１の画像を読み取るための画像読取部に相当する。
【００３５】
プラテンガラス２０２は、例えば、本等の固定原稿を載置するようになっている。プラテンガラス２０２は、画像形成装置１で設定した最大許容サイズの固定原稿を載置できる大きさとなっている。
【００３６】
第１キャリッジ２０３は、原稿の露光用の光源２０３Ａと、第１反射ミラー２０３Ｂと、を有する。第１キャリッジ２０３は、原稿シート搬送装置１００によって搬送過程にある原稿シートＳ１の画像を読み取る際にはコンタクトガラス２０１の下方に位置するようになっている。第１キャリッジ２０３は、プラテンガラス２０２に載置された固定原稿の画像を読み取る際にプラテンガラス２０２の下方を副走査方向に移動し、固定原稿を露光走査する。この際、第１キャリッジ２０３は、図示しないステッピングモータの駆動により、プラテンガラス２０２に載置された固定原稿の読み取り面とＣＣＤ２０６との間の距離を一定に保ちながら副走査方向に移動する。
【００３７】
光源２０３Ａは、各ガラス２０１，２０２の読み取り面に対して、所定角度で照明光を照射する。
【００３８】
第２キャリッジ２０４は、第２反射ミラー２０４Ａと、第３反射ミラー２０４Ｂと、を有する。第２キャリッジ２０４は、プラテンガラス２０２に載置された固定原稿の画像を読み取る際にプラテンガラス２０２の下方を副走査方向に移動し、固定原稿を露光走査する。この際、第２キャリッジ２０４は、図示しないステッピングモータの駆動により、プラテンガラス２０２に載置された固定原稿の読み取り面とＣＣＤ２０６との間の距離を一定に保ちながら副走査方向に移動する。
【００３９】
ＣＣＤ２０６は、読み取り画像データである画像信号に対して各種の信号処理を施す信号処理回路（図示せず）と接続されている。
【００４０】
光源２０３Ａ、第１キャリッジ２０３の第１反射ミラー２０３Ｂ、第２キャリッジ２０４の第２反射ミラー２０４Ａ及び第３反射ミラー２０４Ｂ、及びレンズユニット２０５は、走査光学系を構成する。光源２０３から照射した照明光は、原稿シートＳ１又は固定原稿で反射し、第１，第２，第３反射ミラー２０３Ｂ，２０４Ａ，２０４Ｂ及びレンズユニット２０５を経由してＣＣＤ２０６に入射する。ＣＣＤ２０６は、入射光量に対応する電圧をアナログ画像信号として出力する。
【００４１】
画像形成装置本体３００は、給紙装置１０、露光装置２０、作像装置３０、中間転写装置４０、二次転写装置５０、定着装置６０、を画像形成プロセンス順に有している。
【００４２】
給紙装置１０は、画像形成装置本体３００の内部下方に配置している。給紙装置１０は、引き出し式の給紙カセット１１を複数段に配置している。給紙カセット１１は、この例では上下四段に配置している。給紙カセット１１は、記録紙等の記録シートＳ２を収納可能としている。そして、各給紙カセット１１の下流端側の上部には、各給紙カセット１１に収納した記録シートＳ２を最上位のものから一枚ずつ繰り出して搬送する記録シート搬送路１２に給紙する給紙コロ１３を設けている。
【００４３】
露光装置２０は、最上段の給紙カセット１１の上部に配置している。露光装置２０は、ＣＣＤ２０６で受像した原稿シートＳ１又は固定原稿の画像データ、或いは、図示しないパーソナルコンピュータや電話回線を通じて受信した画像データに基づいてレーザ光を作像装置３０に照射する。
【００４４】
作像装置３０は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色用の作像装置３０ｃ，３０ｍ，３０ｙ，３０ｋを有する。作像装置３０ｃ，３０ｍ，３０ｙ，３０ｋは四連タンデム式に並べて設けている。各作像装置３０ｃ，３０ｍ，３０ｙ，３０ｋは、図１において時計回り方向に回転するドラム状の像担持体３１の周囲に、帯電，現像，転写，クリーニング，除電の各プロセンスをこの順に実行するようになっている。各作像装置３０ｃ，３０ｍ，３０ｙ，３０ｋは、各色に対応したトナーをトナーボトル３２ｃ，３２ｍ，３２ｙ，３２ｋから補給する。
【００４５】
中間転写装置４０は、複数のローラに掛けまわしてエンドレスの中間転写ベルト４１をほぼ水平に張り渡し、図示反時計回りに回動移動するようになっている。中間転写装置４０は、作像装置３０ｃ，３０ｍ，３０ｙ，３０ｋの各像担持体３１と中間転写ベルト４１を挟んで対峙する一次転写装置４２ｃ，４２ｍ，４２ｙ，４２ｋを有する。一時転写装置４２ｃ，４２ｍ，４２ｙ，４２ｋは、像担持体３１に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１に転写する。
【００４６】
二次転写装置５０は、記録シート搬送路１２の経路上に配置しており、中間転写ベルト４１に形成した一次転写画像であるトナー像を記録シートＳ２に転写する。
【００４７】
定着装置６０は、記録シートＳ２に転写されたトナー像を記録シートＳ２に定着するためにシート表面側に配置したベルト方式の加熱部６１と、シート裏面側に配置して加熱部６１を加圧する加圧部６２と、を有する。
【００４８】
加熱部６１は、図２に示すように、定着ベルト６３と、加熱源６４と、ニップ形成部材６５と、ニップ形成部材６５を支持するステー６６と、反射部材６７と、温度センサ６８と、定着ベルト６３の内面を保持して保形性を確保する保持部材６９と、を有する。
【００４９】
定着ベルト６３は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。詳しくは、定着ベルト６３は、ニッケル若しくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）等の樹脂材料で形成された内周側の基材６３ａを有する。定着ベルト６３は、基材６３ａの外周に、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成した弾性層６３ｂを有する。定着ベルト６３は、弾性層６３ｂの外周に、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で形成した離型層６３ｃを有する。
【００５０】
加熱源６４は、画像形成装置本体３００に設けた電源部により発熱して定着ベルト６３を加熱するようになっている。この際、加熱源６４の出力制御は、温度センサ６８による定着ベルト６３の表面温度の検知結果に基づいて行われる。このような加熱源６４の出力制御によって、定着ベルト６３の定着温度を所望の目標温度に設定できるようになっている。また、定着ベルト６３を加熱する加熱源としては、ハロゲンヒータ、ＩＨ、抵抗発熱体、又はカーボンヒータ等を用いることができる。
【００５１】
ニップ形成部材６５は、定着ベルト６３の内側において、定着ベルト６３の軸方向又は加圧部６２の軸方向に沿って長手状に配設され、ステー６６によって固定支持されている。これにより、加圧部６２による圧力でニップ形成部材６５に撓みが生じるのを防止し、加圧部６２の軸方向に沿って均一なニップ幅が得られるようにしている。なお、ステー６６は、ニップ形成部材６５の撓み防止機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが望ましいが、ステー６６を樹脂製とすることも可能である。
【００５２】
ニップ形成部材６５は、耐熱温度２００℃以上の耐熱性部材で構成されている。これにより、トナー定着温度域で、熱によるニップ形成部材６５の変形を防止し、安定したニップ部Ｎの状態を確保して、出力画質の安定化を図っている。ニップ形成部材６５には、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ０００）等の一般的な耐熱性樹脂を用いることが可能である。
【００５３】
ニップ形成部材６５は、その表面に低摩擦シート６５ａを有している。定着ベルト６３が回転する際、この低摩擦シート６５ａに対し定着ベルト６３が摺動することで、定着ベルト６３に生じる駆動トルクが低減され、定着ベルト６３への摩擦力による負荷が軽減される。
【００５４】
反射部材６７は、ステー６６と加熱源６４との間に配設されている。本実施形態では、反射部材６７をステー６６に固定している。また、反射部材６７は、加熱源６４によって直接加熱されるため、高融点の金属材料等で形成されることが望ましい。このように反射部材６７を配設していることにより、加熱源６４からステー６６側に放射された光が定着ベルト６３へ反射される。これにより、定着ベルト６３に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト６３を効率良く加熱することが可能となる。また、加熱源６４からの輻射熱がステー６６等に伝達されるのを抑制することができるので、省エネルギー化も図れる。
【００５５】
なお、反射部材６７を設けずに、ステー６６の加熱源６４側の面を研磨又は塗装等の鏡面処理をし、反射面を形成してもよい。また、反射部材６７又はステー６６の反射面の反射率は、９０％以上であることが望ましい。
【００５６】
加圧部６２は、芯金６２ａと、芯金６２ａの表面に設けた弾性層６２ｂと、弾性層６２ｂの表面に設けた離型層６２ｃと、を有する。加圧部６２は、図示しないバネ等の加圧手段によって定着ベルト６３を加圧し、定着ベルト６３とで記録シートＳ２をニップして通紙する。この際、加圧部６２は、弾性層６２ｂを押しつぶすようにニップ形成部材６５に向けて加圧することで、所定の幅のニップ部Ｎを形成する。また、加圧部６２は、図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するようになっている。加圧部６２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト６３に伝達され、定着ベルト６３が連れ回されるように従動回転するようになっている。
【００５７】
本実施形態では、加圧部６２を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧部６２の内部にハロゲンヒータ等の加熱源を配設してもよい。また、弾性層６２ｂが無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押しつぶして定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ１００μｍ以上の弾性層６２ｂを設けることが望ましい。厚さ１００μｍ以上の弾性層６２ｂを設けることで、弾性層６２ｂの弾性変形により微小な凹凸を吸収することができるので、光沢ムラの発生を回避することができるようになる。弾性層６２ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧部６２の内部に加熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト６３の熱が奪われにくくなるのでより望ましい。また、加熱部６１と加圧部６２とは、互いに圧接する場合に限らず、加圧を行わず単に接触させるだけの構成とすることも可能である。
【００５８】
定着装置６０は、トナー像を二次転写した記録シートＳ２を加熱・加圧することによりトナー像を定着させる。画像形成装置本体３００は、トナー定着後の記録シートＳ２を、コピー機能又はプリント機能の場合には下段排紙部１４から胴内排紙部１５に排紙し、ファクシミリ機能の場合には上段排紙部１６から排紙トレイ１７に排紙する。
【００５９】
両面搬送装置４００は、記録シートＳ２の両面に画像を形成する場合に用いられ、スイッチバック部４１０と、反転部４２０と、を有する。また、両面搬送装置４００は、給紙カセット１１とは別に、記録シート（図示せず）を収納して画像形成装置本体３００に記録シートを供給可能とする手差しトレイ４３０を有する。
【００６０】
片面に画像定着済みの記録シートＳ２は、スイッチバック部４１０で搬送方向上流端と下流端とを入れ替えた状態で反転部４２０に記録シートＳ２を搬送する。反転部４２０は、その記録シートＳ２を手差しトレイ４３０から画像形成装置本体３００に記録シートＳ２を供給する経路を利用して記録シート搬送路１２の上流端付近に再供給する。
【００６１】
ところで、記録シート搬送路１２の経路中において、最上位の給紙コロ１３と二次転写装置５０との間には、上流側から記録シートＳ２の媒体情報を検出する検出部７０と、記録シートＳ２の搬送タイミングを調整するレジスト装置８０と、をこの順に配置している。なお、レジスト装置８０の構成や作用は公知であるため、説明は省略する。また、記録シート搬送路１２に臨むレジスト装置８０、二次転写装置５０、定着装置６０並びに各種搬送ローラは、記録シートＳ２をニップして通紙する搬送部を構成している。
【００６２】
図３に示すように、検出部７０は、発光素子７１と、受光素子７２と、を有し、記録シートＳ２の平滑度を検出する。発光素子７１から出射した発光光線７３は、記録シートＳ２の反射領域７４で反射するようになっている。受光素子７２は、反射領域７４で反射した反射光線７５を受光する。
【００６３】
発光素子７１は、レーザあるいはＬＥＤである。駆動回路７６は発光素子７１の発光を制御するようになっている。受光素子７２は、フォトダイオード又はフォトトランジスタ等の光検出素子である。検出回路７７は、発光素子７１で受光した反射光線７５を検出電流として増幅するとともにＡ／Ｄ変換するようになっている。このＡ／Ｄ変換した電流値は、平滑度情報として記録シートＳ２の通紙ごとに記憶部７８に蓄積して記憶する。なお、蓄積部としての記憶部７８は、画像形成装置本体３００に標準で搭載されているハードディスクドライブ等の記憶媒体を用いている。
【００６４】
この際、記録シートＳ２の反射領域７４で反射する反射光線７５は、正反射光と散乱光であり、発光素子７１と駆動回路７６、あるいは受光素子７２と検出回路７７を、複数備えることで、散乱成分を表面性の検出に使用することも可能である。
【００６５】
検出部７０は、記録シートＳ２が図３において左右方向あるいは紙面手前から奥行き方向に沿う搬送方向に対応して設置している。
【００６６】
例えば、図３において記録シートＳ２を紙面手前から奥行き方向に沿って搬送する場合、図４に示す配置となる。検出部７０の画像形成装置本体３００における配置に関しては、給紙から排紙に至る記録シート搬送路１２のうち、記録シートＳ２のばたつきによる検出精度の悪化を防ぐため、記録シートＳ２のばたつきの小さい位置を選択することが望ましい。本発明の画像形成装置１では、検出部７０は、記録シートＳ２の搬送を一時的に停止するレジスト装置８０よりも上流側に配置しているため、記録シートＳ２のばたつきの小さい位置での検出を可能としている。なお、検出部７０とレジスト装置８０との離間距離は、画像形成装置１で設定している最小許容サイズの記録シートＳ２がレジスト装置８０に達してレジスト処理が行われている際に、検出部７０で記録シートＳ２の検出が可能な位置とするのが好ましい。
【００６７】
図５に示すように、記録シート搬送路１２は、一般的に搬送面部材９１と搬送面部材９２との間に形成している。また、記録シートＳ２は、搬送面部材９１及び搬送面部材９２と接触した際に搬送抵抗を減らすことを目的として、搬送規制部材９３及び搬送規制部材９４を設置している。なお、図５においては割愛したが、検出部７０と搬送規制部材９３とのつなぎ目は記録シートＳ２の先端が衝突し記録シートＳ２の耳折れ等が発生し易いため、つなぎ目の形状にはすくい面を設けて搬送性を高めるようにするのが好ましい。
【００６８】
次に、動作について、搬送部の一例として定着装置６０の場合で説明する。
【００６９】
この定着装置６０に、平滑度の低い汎用のＰＰＣ用紙を記録シートＳ２として通紙した場合には、定着ベルト６３の離型層６３ｃの削れ等の経年劣化が進行し易い。例えば、図６に示すように、記録シートＳ２をＡ４規格サイズの縦置き換算で３００，０００枚程度通紙した場合、離型層６３ｃは、平滑度１５ｓの記録シートＳ２のみを使用した場合、約１０μｍ程度の削れが発生する。同様に、離型層６３ｃは、平滑度５０ｓの記録シートＳ２のみを使用した場合、約６μｍ程度の削れが発生する。さらに、離型層６３ｃは、平滑度１００ｓの記録シートＳ２のみを使用した場合、約４μｍ程度の削れが発生する。
【００７０】
なお、図６に示す線分は、平滑度１５ｓの記録シートＳ２のみを使用した場合、平滑度５０ｓの記録シートＳ２のみを使用した場合、平滑度１００ｓの記録シートＳ２のみを使用した場合、の近似値の線分である。また、記録シートＳ２の縦置きとは、利用者が見た給紙カセット１１への収納状態を意味する。したがって、記録シートＳ２は、Ａ４規格サイズであれば、その短い方向が搬送方向に沿っている状態、すなわち、定着装置６０を含む画像形成装置本体３００のシート搬送機構全般において記録シートＳ２の搬送距離が短い状態をいう。
【００７１】
離型層６３ｃにおける経年劣化度としての削れ量と寿命との関係は、記録シートＳ２に対する定着性やＪＡＭ性等の実験による経験から決定されるが、図５は、その一例としてのグラフ図である。
【００７２】
一般に、記録シートＳ２の平滑度が低いとは、表面に凸凹が多くて粗い場合、炭酸カルシウムや酸化チタン等の添加剤が多く含まれている場合であることは周知である。このような記録シートＳ２の平滑度が低いと、定着装置６０の場合では離型層６３ｃに磨耗を発生させ易く、離型層６３ｃの表面の削れを侵攻させる要因となる。
【００７３】
ここで、画像形成装置１の各部に対する寿命を設定する場合に、その基準として一般的な使用形態、すなわち、記録シートＳ２にＡ４規格サイズの汎用のＰＰＣ用紙を縦置きで使用することを前提としている。その前提において、離型層６３ｃの寿命の設定では、表面の削れ量が所定量に達した場合を寿命とし、例えば、３００，０００枚相当の通紙を行うと離型層６３ｃが寿命であると判定していた。この際、離型層６３ｃが寿命に達したかどうかは、記録シートＳ２の画像形成枚数をカウントするカウンタを用い、そのカウント値が３００，０００枚に達したことを条件として交換やメンテナンスを行う旨のメッセージによる報知を行っていた。
【００７４】
これに対し、高平滑度の記録シートＳ２のみを使用した場合には、離型層６３ｃの削れの進行は遅く、上述したように、平滑度５０ｓでは約６μｍ程度、平滑度１００ｓでは約４μｍ程度、の削れが離型層６３ｃに発生する。これらの数値は、離型層６３ｃをこのまま使用しても問題が発生し難い数値、換言すれば、使用に関して余力がある状態といえる。
【００７５】
そこで、画像形成装置本体３００では、記録シートＳ２の平滑度情報を検出部７０で取得し、平滑度情報として記憶部７８に通紙ごとに蓄積して記憶する。また、記憶部７８には、例えば、給紙カセット１１に収納した記録シートＳ２のサイズ選択情報、或いは、パーソナルコンピュータ等から入力された画像データに含まれるサイズ情報等から、通紙距離を通紙ごとに蓄積して記憶する。
【００７６】
画像形成装置本体３００の全般の駆動等を制御するＣＰＵである算出部７９は、記憶部７８に蓄積された平滑度情報と通紙距離情報とを取得し、離型層６３ｃの削れ量の予測経験式を利用して、離型層６３ｃの削れ量を記録シートＳ２の通紙ごとに算出する。さらに、算出部７９は、算出した離型層６３ｃの削れ量の予測値が予め設定した閾値を超えた場合に、画像形成装置本体３００に設けた液晶操作パネル（図示せず）へのエラーメッセージやエラー音の鳴動といった寿命アラートを発生させる。
【００７７】
このような構成並びに機能によれば、記録シートＳ２に高平滑紙を使う場合においても適切に残り寿命を設定することができる。この際、予測経験式は、予め経験値や実験値で取得しておき、画像形成装置本体３００の駆動プログラム等として所定間隔等の平滑度として異なる重み付けをしたテーブル方式等で記憶部７８に記憶しておく。
【００７８】
例えば、記録シートＳ２の平滑度１０ｓの場合と、平滑度２０ｓの場合とでは異なる重み付けがなされる。これは平滑度１０ｓと平滑度２０ｓとでは、離型層６３ｃにおける通紙枚数に対する削れ量が異なるためである。
【００７９】
したがって、算出部７９では、記録シートＳ２の通紙ごとに、レジスト装置８０よりも上流側の検出部７０で検出した平滑度情報を記憶部７８に蓄積し、その蓄積データを利用して離型層６３ｃの残り寿命を容易に算出することができる。
【００８０】
例えば、離型層６３ｃの閾値である寿命枚数を、記録シートＳ２の種類として、平滑度１５ｓ程度である汎用ＰＰＣ用紙を用いるとともに、Ａ４規格サイズの縦置きで通紙することを前提に、３００，０００枚に設定する。なお、以下の説明において、平滑度１５ｓの汎用ＰＰＣ用紙を用い、Ａ４規格サイズの縦置きで通紙する場合を「基準通紙」という。また、この基準通紙で使用する場合の記録シートＳ２を「基準記録シートＳ２」という。
【００８１】
算出部７９は、平滑度情報、通紙距離情報、さらには、利用者が入力した坪量情報等を加味して、記録シートＳ２の通紙ごとに１シート単位での離型層６３ｃの削れ量を算出する。これにより、算出部７９は、平滑度が異なる場合、通紙距離が異なる場合、坪量が異なる場合、のそれぞれに応じた離型層６３ｃの削れ量を算出し、実際の使用形態に応じた残り寿命を算出することができる。
【００８２】
算出部７９で算出した１シート単位での離型層６３ｃの削れ量は、例えば、基準通紙時の通紙枚数に重み付けした枚数に変換し、記憶部７８に蓄積して記憶する。
【００８３】
単純に、平滑度１５ｓでＡ３規格サイズの汎用ＰＰＣ用紙を横置き使用した場合、算出部７９で算出した１シート単位での離型層６３ｃの削れ量に対する重み付けした枚数は２．０枚換算となる。同様に、平滑度１００ｓでＡ４規格サイズの汎用ＰＰＣ用紙を縦置き使用した場合、算出部７９で算出した１シート単位での離型層６３ｃの削れ量に対する重み付けした枚数は０．４枚換算となる。
【００８４】
したがって、算出部７９は、この通紙した記録シートＳ２の通紙ごとに重み付けした枚数を記憶部７８に蓄積して記憶しておけば、寿命枚数３００，０００枚を閾値として経年劣化に起因する寿命である旨を報知するタイミングを適正とすることができる。また、寿命枚数３００，０００枚から現在枚数を減算した残りの枚数を、基準通紙の場合で算出すれば、残り寿命を容易に算出することができる。算出部７９は、その算出結果により、残り寿命が無い又は少ないと判定した場合に、自動又は利用者の要望に応じて液晶表示パネル等に残り寿命として表示させることができる。
【００８５】
具体的には、検出部７０は、図７に示すように、記録シートＳ２の平滑度を電圧によって検出している。この図７に示すように、平滑度が高いほど、検出電圧は高くなる。そこで、この検出電圧値と平滑度との関係を図７の線分で示す近似値として記憶部７８に記憶しておけば、記録シートＳ２の平滑度を求めることができる。図８は、実際に求めた平滑度と摩擦係数との関係を示すグラフ図である。
【００８６】
なお、上記実施の形態では、離型層６３ｃの残り寿命の算出に寿命枚数を閾値として用いて説明したが、通紙距離又は通紙時間を基準通紙時の閾値として使用することも可能である。例えば、基準通紙時の寿命枚数３００，０００枚を通紙距離又は通紙時間に置き換え、その通紙距離又は通紙時間を基準通紙時の閾値として使用する。
【００８７】
この場合、上述した枚数における重み付けも通紙距離又は通紙時間の重み付けとなる。なお、通紙距離は記録シートＳ２のサイズ情報から算出部７９で算出することができる。また、通紙時間は記録シートＳ２のサイズ情報及び搬送速度情報から算出部７９で算出することができる。
【００８８】
さらに、算出部７９で算出した離型層６３ｃの現在の経年劣化度は、定着装置６０の他の設定、例えば、加熱源６４の加熱温度や加圧部６２における加熱部６１への加圧力の設定変更等に利用することができる。
【００８９】
すなわち、記憶部７８に蓄積した通紙枚数が閾値に近づいた場合に、定着装置６０に対する加熱温度や加圧力等の定着条件を変更しても定着性を担保することができる場合には、経年劣化を抑制する方向で定着条件を変更することができる。なお、この場合においても、記憶部７８に蓄積した通紙枚数に変えて、通紙距離又は通紙時間とすることができる。
【００９０】
例えば、加圧部６２の加圧力を減じるとともに、加熱源６４の定着設定温度を上げた場合であっても定着性を良好に担保することが可能であると判断された場合には、加圧力を減じることができる。
【００９１】
具体的には、加圧部６２の加圧力を１．５ｋｇｆ／ｃｍ２相当から０．８ｋｇｆ／ｃｍ２程度まで減じることで、例えば、平滑度１５ｓの基準記録シートＳ２による離型層６３ｃの削れ量を減じることができる。
【００９２】
また、離型層６３ｃの削れ量が５μｍ相当に達した場合に、加圧部６２の加圧力を１．５ｋｇｆ／ｃｍ２相当から０．８ｋｇｆ／ｃｍ２に下げるとともに、加熱部６１の通紙時の目標温度を２０ｄｅｇ．高く設定することで、定着性を担保しながら寿命を延ばすことが可能になる。
【００９３】
このような設定変更は、記録シートＳ２の平滑度が特に低い用紙を使い続ける利用者に対し、定着装置６０の寿命を延長させることができる点で有効である。なお、以下に示す数値はあくまで一例である。
【００９４】
例えば、図９に示すように、基準通紙で加圧部６２の加圧力設定を、
加圧力１＝１．５ｋｇｆ／ｃｍ２
加圧力２＝０．８ｋｇｆ／ｃｍ２
とする。
【００９５】
ここで、図１０に示すように、１２５，０００枚相当で加圧部６２の加圧力設定を加圧力１から加圧力２に切り替えるとともに、加熱部６１の目標温度を変更する。
【００９６】
この際、予測される離型層６３ｃの削れ速度は、基準通紙で換算すると４μｍ／１００，０００枚であり、加圧部６２の加圧力変更の閾値は５μｍと設定する。したがって、算出部７９は、１２５，０００枚を通紙した時点で、離型層６３ｃの削れ量が第２閾値に到達したとして画像形成条件である加圧力の変更を開始する。
【００９７】
この場合、検出部７０で初期に検出した記録シートＳ２の平滑度から、離型層６３ｃの削れ量を予測している。
【００９８】
また、算出部７９は、所定通紙枚数単位、例えば、５００枚単位で通紙した記録シートＳ２の平滑度の平均値を算出し、予め設定した各種の記録シートＳ２の平滑度ごとの所定通紙枚数単位に対する平均削れ量を予測式又は図１０に示した予測表を用いて算出しても良い。
【００９９】
その際、算出部７９は、平均記録シートＳ２の平滑度から予測される削れ量は、平滑度が大きく異なる記録シートＳ２が使用された場合には、初期値として引き継がれるのが好ましい。
【０１００】
このように、本実施の形態に係る画像形成装置１は、記録シートＳ２の平滑度の違いに起因する定着装置６０における経年劣化度の変化に対応することができ、実際の定着装置６０における経年劣化度に応じた対策を講じることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１は、記録シートＳ２の平滑度の違いに加え、通紙距離と坪量とを搬送部における経年劣化の要因に加えることで、さらに厳密な実際の経年劣化度に変化に対応することができる。
【０１０２】
以上のように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１は、搬送部としての定着装置６０で記録シートＳ２をニップして通紙する際に、経年劣化の要因となる記録シートＳ２の媒体情報が検出部７０で検出される。また、検出部７０で検出した媒体情報は定着装置６０の経年劣化度として蓄積部としての記憶部７８に蓄積される。この記憶部７８で蓄積した定着装置６０の経年劣化度は予め設定された閾値を用いて定着装置６０の残り寿命として算出部７９で算出するようにしたので、記録シートＳ２の媒体種類に対応して経年劣化度を算出し、残り寿命の変更を可能とすることができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態に係る画像形成装置１においては、記録シートＳ２をニップして通紙する搬送部として定着装置６０に適用して説明したが、記録シートＳ２をニップして通紙する装置の全般に適用することができる。記録シートＳ２をニップして通紙する装置としては、例えば、レジスト装置８０や二次転写装置５０等がある。この際、算出部７９における経年劣化度の算出には、使用されているローラ体等の材質や厚さ、接触圧力等の各種要因を考慮する。
【０１０４】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、記録シートの媒体種類に対応して経年劣化度を算出し、残り寿命の変更を可能とすることができる効果を有し、複合機だけでなく、プリンタ装置、ファクシミリ装置、コピー装置、にも有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  画像形成装置
５０  二次転写装置（搬送部）
６０  定着装置（搬送部）
７０  検出部
７８  記憶部（蓄積部）
７９  算出部
８０  レジスト装置（搬送部）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０６】
【特許文献１】特開２００９−０４２５４１号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８３９７号公報
【特許文献３】特開２００９−０７５４９９号公報
【図１】
2014178344.tif 000003
【図２】
2014178344.tif 000004
【図３】
2014178344.tif 000005
【図４】
2014178344.tif 000006
【図５】
2014178344.tif 000007
【図６】
2014178344.tif 000008
【図７】
2014178344.tif 000009
【図８】
2014178344.tif 000010
【図９】
2014178344.tif 000011
【図１０】
2014178344.tif 000012