(57)【要約】【課題】定着装置の劣化に関するパラメーターを費用対効果高くかつ適切に算定する。【解決手段】画像形成装置が、回転しながら媒体上のトナーを加熱する加熱部材と、回転しながら加熱部材に圧接して加圧領域を形成し、加圧領域を通過する媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、投入電力によって加熱部材を加熱する加熱装置２３と、加熱部材の温度を検出する温度検出装置２４と、投入電力が変化する周期に対応する変化周波数のそれぞれに基づいて投入電力を周期的に変化させる電力制御１１０、複数の変化周波数のそれぞれについて投入電力に対する温度の比であるゲインを算定するゲイン算定部１１２、および複数のゲインに基づいて加圧部材の劣化を反映した共振パラメーターを算定する共振パラメーター算定部１１４を有する制御装置１１０と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転しながら媒体上のトナーを加熱する加熱部材と、
回転しながら前記加熱部材に圧接して加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、
投入電力によって前記加熱部材を加熱する加熱装置と、
前記加熱部材の温度を検出する温度検出装置と、
前記投入電力が変化する周期に対応する変化周波数のそれぞれに基づいて、前記投入電力を周期的に変化させる電力制御部、複数の前記変化周波数のそれぞれについて前記投入電力に対する前記温度の比であるゲインを算定するゲイン算定部、および複数の前記ゲインに基づいて前記加圧部材の劣化を反映した共振パラメーターを算定する共振パラメーター算定部を有する制御装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
算定された前記共振パラメーターに基づいて、前記加圧部材の劣化により低下した前記媒体の搬送速度を補償するように、前記加圧部材を駆動する駆動装置の駆動速度を補正する駆動速度補正部をさらに備える請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記共振パラメーターが示す前記加圧部材の劣化の程度が閾値以上である場合にアラートを生成するアラート部をさらに備える請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記共振パラメーター算定部は、所定の印字枚数毎に前記共振パラメーターの算定を実行する請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記共振パラメーター算定部は、操作者からの指示に基づいて前記共振パラメーターの算定を実行する請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および制御装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、主として、感光体ドラムユニット、現像装置、転写装置、および定着装置を含んで構成されている。以上の構成要素は画像形成装置の使用に応じて劣化するので、装置設計において消耗品として扱われる場合が多い。
【０００３】
定着装置は、媒体上のトナーを定着させるための構成要素であり、加熱部材および加圧部材等を備える。上述の劣化の一例として、加圧部材のローラー硬度低下が挙げられる。加圧部材は、加熱部材により加熱されて膨張しその後冷却されて収縮するのを繰り返すことによって劣化する。以上の定着装置の劣化は、加熱時間や待機時間、保存状態等に依存するので、単純な媒体印刷数（定着処理の回数）に基づく予測が困難である。
【０００４】
そのため、部材の劣化を診断するのに特化した新たなセンサーを設ける構成が提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、光学センサーを用いて、定着ローラーの表面に設けた薄膜からの反射輝度の低下を捉えることにより、定着ローラーの劣化を診断している。また、特許文献２に記載の画像形成装置では、光検出器アレイを用いて、散乱反射成分を検出して印刷用紙の搬送状態に関する情報を取得することにより、故障や劣化の診断を実行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５５７３７号公報
【特許文献２】特開２００５−  ４１６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以上の特許文献１および２に開示される、新たにセンサーを設けて定着装置の劣化に関するパラメーターを取得する技術においては、新たに設けたセンサーが使用される頻度が低い可能性があり、ひいては劣化診断の費用対効果が低い可能性がある。
【０００７】
以上の事情を考慮して、本発明は、定着装置の劣化に関するパラメーターを、費用対効果高くかつ適切に算定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、回転しながら媒体上のトナーを加熱する加熱部材と、回転しながら前記加熱部材に圧接して加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、投入電力によって前記加熱部材を加熱する加熱装置と、前記加熱部材の温度を検出する温度検出装置と、前記投入電力が変化する周期に対応する変化周波数のそれぞれに基づいて前記投入電力を周期的に変化させる電力制御部、複数の前記変化周波数のそれぞれについて前記投入電力に対する前記温度の比であるゲインを算定するゲイン算定部、および複数の前記ゲインに基づいて前記加圧部材の劣化を反映した共振パラメーターを算定する共振パラメーター算定部を有する制御装置と、を備える。
【０００９】
好適には、前記制御装置は、前記加圧部材の劣化により低下した前記媒体の搬送速度を補償するように、前記加圧部材を駆動する駆動装置の駆動速度を補正する駆動速度補正部をさらに備える。
【００１０】
好適には、前記制御装置は、前記共振パラメーターが示す前記加圧部材の劣化の程度が閾値以上である場合にアラートを生成するアラート部をさらに備える。
【００１１】
好適には、前記共振パラメーター算定部は、所定の印字枚数毎に前記共振パラメーターの算定を実行する。
【００１２】
好適には、前記共振パラメーター算定部は、操作者からの指示に基づいて前記共振パラメーターの算定を実行する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安価かつ適切な構成で、定着装置の劣化に関するパラメーターを算定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概略図（正面図）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る投入電力変化および温度変化の時間特性の一例を示すグラフである。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る投入電力変化および温度変化の時間特性の一例を示すグラフである。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態に係る投入電力変化および温度変化の時間特性の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係るゲインと周波数との関係を示す周波数特性図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る制御装置の電気的構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る劣化診断処理および劣化対処処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．  画像形成装置の全体構成
本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体的な構成について、図１を参照しながら説明する。画像形成装置１は、例えば、プリント機能、コピー機能、およびファックス機能等を複合的に備える複合機である。
【００１６】
以下、説明の便宜上、図１の紙面手前側を画像形成装置１の前側とする。また、以下の各図に示す「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｄ」は「下」を示す。
【００１７】
図１は、画像形成装置１を示す概略図（正面図）である。以下の説明において、「搬送方向」はシートＳ（媒体）が搬送される方向を指す。また、「上流」および「下流」ならびにこれらに類する用語は、シートＳの搬送方向における「上流」および「下流」ならびにこれらに類する概念を指す。
【００１８】
画像形成装置１は、略箱型形状の装置本体２を備える。装置本体２の下部には、普通紙等のシートＳを収容する給紙カセット３が着脱可能に設けられ、装置本体２の上部には、排紙トレイ４が設けられる。なお、媒体の一例としてのシートＳは紙製に限定されず、樹脂製であってもよい。
【００１９】
装置本体２は、給紙装置５と作像装置６と定着装置７とを備える。給紙装置５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで伸びた搬送路８の上流端部に設けられる。作像装置６は搬送路８の中間部に設けられ、定着装置７は搬送路８の下流側に設けられる。
【００２０】
作像装置６は、トナーコンテナ１０とドラムユニット１１と光走査装置１２とを含む。トナーコンテナ１０は、例えば、黒色のトナー（現像剤）を収容する。ドラムユニット１１は、感光体ドラム１３（像担持体）と帯電装置１４と現像装置１５と転写ローラー１６とを含む。転写ローラー１６は、下側から感光体ドラム１３に接触して転写ニップを形成する。なお、トナーは、トナーとキャリアとを混合した２成分現像剤であってもよく、磁性トナーからなる１成分現像剤であってもよい。
【００２１】
また、装置本体２は、各装置を制御する制御装置１００を備える。制御装置１００の詳細は後述される。また、画像形成装置１は、画像形成装置１の状態を表示する表示部１０２を装置本体２の上面（または側面）に備える。表示部１０２は、タッチパネルやディスプレイ等で構成され、例えば、定着装置７が含む部材の交換時期を表示する。表示部１０２は、スタートキー、ストップ／クリアキー、テンキー等の画像形成装置１を操作する操作キーを備えてもよい。なお、表示部１０２は、画像形成装置１の外部に別個に設けられてもよい。例えば、表示部１０２は、画像形成装置１に接続される外部ディスプレイ等の表示装置として構成されてもよい。
【００２２】
２．  画像形成装置の処理概略
次いで、前述した構成を備える画像形成装置１による画像形成処理について、概略的に説明する。画像形成装置１は、外部のコンピューター等から画像データが入力され印刷開始が指示されると、画像形成処理を開始する。
【００２３】
制御装置１００の制御の下、画像形成処理が以下のように実行される。まず、帯電装置１４が、感光体ドラム１３の表面を帯電させる。光走査装置１２は、画像データに対応する走査光を出射して、感光体ドラム１３の表面に静電潜像を形成する。現像装置１５は、トナーコンテナ１０から供給されたトナーを用いて、感光体ドラム１３上に担持された静電潜像をトナー像に現像する。シートＳが給紙装置５によって給紙装置５から搬送路８に送り出され、感光体ドラム１３上にトナー像が転写ニップを通過するシートＳに転写される。定着装置７はトナー像をシートＳに定着させ、トナー像が定着したシートＳは排紙トレイ４に排出される。
【００２４】
３．  定着装置
次いで、図２を参照して定着装置７の構成と動作について説明する。図２は定着装置７の断面図である。図２に示すように、定着装置７は、筐体２０と加熱部材２１と加圧部材２２と発熱ユニット２３（加熱装置）と温度センサー２４（温度検出装置）とを備える。
【００２５】
筐体２０は、前後方向に長い略直方体状の構造を有し、装置本体２の内部に支持されているケース２０Ａを含む。ケース２０Ａの左右両面には、シートＳを通過させるための開口が形成されている。ケース２０Ａの右面開口には、加熱部材２１に含まれる定着ベルト２１Ａと加圧部材２２との接触部分である定着ニップＮ（加圧領域）にシートＳを導くための進入ガイド３１が設けられている。ケース２０Ａの左面開口には、シートＳを下流側に送り出すための搬送ローラー対３２が設けられる。
【００２６】
加熱部材２１は、前後方向に長い略円筒状に形成される無端状の定着ベルト２１Ａと、定着ベルト２１Ａの軸方向両端部に装着される一対のキャップ２１Ｂとを備える。定着ベルト２１Ａの基層は、例えば、ポリイミド樹脂等の耐熱性および弾性を有する合成樹脂材料で構成される。基層の外周面にはシリコーンゴム等の弾性層が形成され、弾性層の外周面にはフッ素樹脂（ＰＦＡ）等の表層離型層が形成されている。定着ベルト２１Ａの内部（内側）には、押圧構造２６が設けられる。押圧構造２６は、支持部材２６Ａと押圧部材２６Ｃを含む。支持部材２６Ａは、例えば、金属材料によって前後方向に長い略矩形筒状に形成されている。押圧部材２６Ｃは、支持部材２６Ａの下面に固定された耐熱樹脂製の厚板状の部材であって、加圧部材２２に押し付けられた定着ベルト２１Ａを受け止める機能を有する。定着ベルト２１Ａの内部には、定着ベルト２１Ａの形状を保持するためのベルトガイド２７が設けられている。ベルトガイド２７は、透磁率の大きな合金で形成され、発熱ユニット２３によって加熱される。
【００２７】
加圧部材２２は、前後方向に長い略円筒状に形成されている。加圧部材２２は、金属製の芯金２２Ａと、芯金２２Ａの外周面に積層されたシリコーンゴム等の弾性層２２Ｂと、弾性層２２Ｂの外周面に積層されたフッ素樹脂（ＰＦＡ）等の表層離型層２２Ｃとを備える。芯金２２Ａには駆動モーター２８（駆動装置）が接続され、加圧部材２２は、駆動モーター２８によって回転駆動される。弾性層２２Ｂが加熱部材２１に対する主な圧力源となる。加熱部材２１は、加圧部材２２から伝わる回転によって従動的に回転させられる。加圧部材２２は、回転しながら加熱部材２１（定着ベルト２１Ａ）に圧接して定着ニップＮを形成し、定着ニップＮを通過するシートＳ上のトナーを加圧する。
【００２８】
発熱ユニット２３は、隙間を挟んで定着ベルト２１Ａの上方に配置されている。発熱ユニット２３は、ユニットケース２３ＡとＩＨコイル２３Ｂとを含む。ユニットケース２３Ａは、定着ベルト２１Ａの上側外面に沿うように前後方向に長い略半円筒状に形成されている。ＩＨコイル２３Ｂは、ユニットケース２３Ａの内部に設けられている。ＩＨコイル２３Ｂに高周波電流を投入することにより磁界が発生し、その磁界によってベルトガイド２７が誘導加熱されて、定着ベルト２１Ａの上側が局所的に加熱される。すなわち、発熱ユニット２３は、投入電力によって加圧部材２２（定着ベルト２１Ａ）を加熱する。
【００２９】
上記した通り、加熱部材２１は、加圧部材２２によって従動回転されると共に、発熱ユニット２３によって加熱される。結果として、加熱部材２１は、回転しながらシートＳ上のトナーを加熱する。
【００３０】
温度センサー２４は、定着ベルト２１Ａに内側から接触して加熱部材２１（定着ベルト２１Ａ）の温度を検出する。温度センサー２４は、温度に応じて抵抗が変化する半導体素子であるサーミスターを含み、加熱部材２１の検出温度に対応する検出信号Ｄを制御装置１００に送信する。なお、温度センサー２４は、定着ベルト２１Ａに外側から接触してもよいし、定着ベルト２１Ａと離間して温度を検出する非接触型の温度センサーであってもよい。
【００３１】
上記した発熱ユニット２３（ＩＨコイル２３Ｂ）、温度センサー２４、および駆動モーター２８等は、各種の駆動回路を介して制御装置１００に電気的に接続されている。なお、発熱ユニット２３（加熱装置）および温度センサー２４（温度検出装置）は、定着装置７と別個に設けられてもよい。
【００３２】
４．  定着装置（加圧部材）の劣化
定着装置７が備える加圧部材２２は、画像形成装置１によって画像形成処理が繰り返し実行されるのに従って劣化する。より具体的には以下の通りである。定着装置７において定着処理が行われると、加圧部材２２の弾性層２２Ｂおよび表層離型層２２Ｃが加熱部材２１によって加熱されて膨張し、その後自然冷却等により冷却されて収縮する。以上の膨張および収縮が繰り返されることによって、弾性層２２Ｂおよび表層離型層２２Ｃが劣化する。
【００３３】
劣化が進行すると、加圧時における加圧部材２２の硬度が低下し（すなわち、加圧部材２２が軟化し）、加熱部材２１への食込み量も低下する。結果として、定着処理時の媒体搬送速度が変化して、搬送シワが生じる可能性が増大する。前述の通り、以上の加圧部材２２の劣化は、加熱時間や待機時間、保存状態等の複数の条件に依存するので、単純な媒体印刷数（定着処理の回数）に基づく予測は困難である。
【００３４】
５．  劣化診断の原理
加圧部材２２が劣化しその硬度が低下すると、加圧部材２２の外径が縮小するので、角速度一定の条件下では線速度（外周上の点が進む速さ、周速）が低下する。加圧部材２２の線速度が低下すると、加圧部材２２に従動回転される加熱部材２１（定着ベルト２１Ａ）の線速度も低下する。一般に、ある回転体において、角速度一定の条件下において、外周上の点の線速度が低下すると回転周期（１回転するのに要する時間）は増大する。したがって、加圧部材２２が劣化するのに伴って、加熱部材２１の線速度が低下しその回転周期が増大する。
【００３５】
以上の知見に基づくと、本実施形態のような定着装置７において、加熱部材２１の回転周期の増大（または線速度の低下）を検出できれば、加圧部材２２の劣化状態を診断できる。前述の通り、画像形成装置１に新たなセンサーを設けることは費用対効果から考えて好ましくないので、センサーを追加せずに加熱部材２１の回転周期の変動を捉えることについて以下に検討する。
【００３６】
ここで、発熱ユニット２３に投入される投入電力を周期的に変化させることを考える。上述の通り、発熱ユニット２３（ＩＨコイル２３Ｂ）は、電力を投入されることによってベルトガイド２７を介して加熱部材２１（定着ベルト２１Ａ）を加熱する。そのため、発熱ユニット２３への投入電力が周期的に変化すると、加熱部材２１に伝わる熱エネルギーも周期的に変動し、周期的な温度変化が加熱部材２１に生じる。この投入電力変化と温度変化との関係性を以下に説明する。
【００３７】
図３Ａから図３Ｃは、投入電力変化および温度変化の時間特性を例示するグラフである。各図左側のグラフの縦軸は発熱ユニット２３へ投入される投入電力Ｐの大きさを示し、各図右側のグラフの縦軸は温度センサー２４が検出した加熱部材２１の温度Ｔを示す。各グラフの横軸は時間ｔを示す。各図において、発熱ユニット２３への投入電力Ｐが特定の周波数Ｆで周期的に増減し（左側各グラフ）、加熱部材２１の温度Ｔもその特定の周波数Ｆで周期的に上下している（右側各グラフ）。より具体的には、図３Ａから図３Ｃにおける投入電力Ｐが変化する周期に対応する周波数（変化周波数Ｆ）は、それぞれ、１Ｈｚ、２Ｈｚ、４Ｈｚである。そして、図３Ａから図３Ｃにおける温度Ｔも、それぞれ、１Ｈｚ、２Ｈｚ、４Ｈｚで変化している。
【００３８】
一方、図３Ａから図３Ｃにおける投入電力Ｐの変化幅は一定である（上限３００Ｗ−下限１００Ｗ＝２００Ｗ）。しかしながら、図３Ａから図３Ｃに示される通り、検出温度Ｔの変化幅は、投入電力Ｐが変化する変化周波数Ｆが上昇するのに応じて小さくなる。以上の現象は、発熱ユニット２３への投入電力Ｐの変化が加熱部材２１の温度Ｔの変化として現れるまでに時間的ラグが存在することに起因する。投入電力Ｐの変化の周期が短くなる（変化周波数Ｆが上昇する）ほど、時間的ラグにより加熱部材２１の温度Ｔの変化が電力変化に追従しにくくなるので、温度変化の幅が小さくなる。
【００３９】
図４は、上記した投入電力Ｐの変化および温度Ｔの変化の周波数特性を示すグラフ（周波数特性図）である。グラフの横軸は投入電力Ｐの変化周波数Ｆを示し、縦軸はゲインＧ（加熱部材２１の温度Ｔ／発熱ユニット２３への投入電力Ｐ）を示す。概略的に説明すると、上記したように、加熱装置である発熱ユニット２３への投入電力の変化周波数Ｆが上昇するほど、加熱部材２１の温度変化の幅が小さくなるので、ゲインＧは減少する。
【００４０】
しかし、図４では、上記の概略的な挙動では説明されない特徴的な変化が観察されている。すなわち、変化周波数Ｆの上昇とともにゲインＧが漸減していく中で、特定の変化周波数ＦにおいてゲインＧが極大値を示す。この現象は以下の要因によって生じる。
【００４１】
前述した通り、加熱部材２１は加圧部材２２によって従動回転されながら、発熱ユニット２３によってその上側が局所的に加熱される。換言すると、加熱部材２１上の加熱される箇所は従動回転に従って経時的に変化する。また、前述したとおり、発熱ユニット２３への投入電力Ｐを周期的に変化させると、加熱部材２１の温度Ｔも周期的に変化する。
【００４２】
ここで、加熱部材２１の回転周期と、発熱ユニット２３への投入電力Ｐの変化周期（すなわち、電力ピークの到来周期）とが一致すると、加熱部材２１上のある特定の被加熱箇所が投入電力Ｐのピーク部分によって繰り返し加熱されることとなる。例えば、加熱部材２１の回転周期が０．５秒（回転周波数Ｒ＝２Ｈｚ）であるときに、投入電力Ｐの変化周期が０．５秒（変化周波数Ｆ＝２Ｈｚ）で一致すれば、加熱部材２１上の特定の被加熱箇所が０．５秒毎に投入電力Ｐによって繰り返し加熱される。
【００４３】
上記内容から理解される通り、投入電力Ｐの変化周期が加熱部材２１の回転周期に一致する場合（換言すると、投入電力Ｐの変化周波数Ｆが加熱部材２１の回転周波数Ｒに一致する場合）、そうでない場合と比較して、特定の被加熱箇所の温度Ｔ（ゲインＧの分子）がより高くなる。換言すると、加熱部材２１の回転と投入電力Ｐの変化とが共振する場合、特定の被加熱箇所の温度Ｔがより高くなる。結果として、加熱部材２１の回転周波数Ｒが変化周波数Ｆと等しくなる点（共振点）において、ゲインＧが極大値を取る。なお、以後の参照のため、共振点における周波数（回転周波数Ｒ＝変化周波数Ｆ）を共振周波数ＲＦと称する。
【００４４】
共振周波数ＲＦは加熱部材２１の回転周波数に略等しい。周波数の逆数は周期だから、共振周波数ＲＦの逆数（共振周期ＲＰ）は加熱部材２１の回転周期に略等しい。したがって、共振周波数ＲＦを求められれば、加熱部材２１の回転周期を求めることができる。
【００４５】
以上のように（特に、図４のように）、発熱ユニット２３への投入電力Ｐの変化周期（変化周波数Ｆ）を複数の値にわたり変化させて共振周波数ＲＦを求めることによって、新たなセンサーを追加せずに加熱部材２１の回転周期の変動を捉えることができる。
【００４６】
前述した通り、加圧部材２２が劣化するのに伴い加圧部材２２の外径が減少するため、加熱部材２１の線速度が低下し回転周期が増大する。回転周期が増大すると回転周波数は低下するから、共振周波数ＲＦ（＝回転周波数Ｒ）の低下を検出することによって加圧部材２２の劣化を診断できる。換言すると、共振周波数ＲＦは加圧部材２２の劣化を反映した値である。
【００４７】
また、前述した通り、加圧部材２２が劣化するのに伴って線速度が低下し、ひいてはシートＳの搬送速度が低下する。そして、劣化の進行が顕著になると、印字画像の品質低下や弾性層２２Ｂ等のゴム部材の破断が生じる可能性が高まる。したがって、定着装置７の安定的な稼働を実現するためには、劣化の進行が軽度であれば低下した搬送速度を補償するように駆動速度を補正し、劣化の進行が顕著であればユーザーにアラートを上げるようにすることが好ましい。
【００４８】
加圧部材２２の劣化状態を診断し、劣化に対処するために用いられる制御装置１００の構成および動作について、以下、具体的に説明する。
【００４９】
６．  制御装置
図５は、制御装置１００の電気的な構成を示す図である。制御装置１００は、ＣＰＵ等で構成され、ＲＯＭやＲＡＭ等を含む記憶装置１０４に接続されている。また、制御装置１００は、定着装置７（特に、発熱ユニット２３、温度センサー２４、および駆動モーター２８）ならびに表示部１０２等の画像形成装置１の各部に接続されている。制御装置１００は、記憶装置１０４に格納された制御プログラムおよび制御用データに基づいて、制御装置１００に接続された各部を制御する。より具体的には以下の通りである。
【００５０】
制御装置１００は、電力制御部１１０とゲイン算定部１１２と共振パラメーター算定部１１４と駆動速度補正部１１６とアラート部１１８とを備える。電力制御部１１０、ゲイン算定部１１２、および共振パラメーター算定部１１４は劣化診断部１２０の構成要素であり、駆動速度補正部１１６およびアラート部１１８は劣化対処部１２２の構成要素である。
【００５１】
電力制御部１１０は、複数の変化周波数Ｆのそれぞれに基づいて発熱ユニット２３（加熱装置）へ投入される投入電力Ｐが周期的に変化するように制御する。複数の変化周波数Ｆの値は記憶装置１０４に記憶されている。ゲイン算定部１１２は、複数の変化周波数Ｆのそれぞれについて発熱ユニット２３への投入電力Ｐに対する温度センサー２４の検出温度Ｔの比（Ｔ／Ｐ）であるゲインＧを算定する。共振パラメーター算定部１１４は、ゲイン算定部１１２が算定した複数のゲインＧに基づいて、加圧部材２２の劣化を反映した値である共振周波数ＲＦを算定する。駆動速度補正部１１６は、算定された共振周波数ＲＦに基づいて、加圧部材２２の劣化により低下したシートＳの搬送速度を補償するように、駆動モーター２８の駆動速度を補正する。アラート部１１８は、加圧部材２２の劣化の程度が閾値を超えた場合にアラートを生成する。
【００５２】
図６は、制御装置１００による劣化診断処理および劣化対処処理のフローチャートである。劣化診断処理が開始すると、劣化診断部１２０は、記憶装置１０４に記憶されている複数の変化周波数Ｆから１つを選択する（ステップＳ５０）。なお、劣化診断部１２０は、変化周波数Ｆの選択に当たり、周波数が低い順に選択してもよいし、周波数が高い順に選択してもよいし、まだ選択されていない周波数をランダムに選択してもよいし、記憶装置１０４に記憶された所定の順序で周波数を選択してもよい。
【００５３】
次いで、電力制御部１１０は、劣化診断部１２０に選択された変化周波数Ｆ（すなわち、変化周期１／Ｆ）に従って発熱ユニット２３への投入電力Ｐが変化するように制御を実行する（ステップＳ５２）。
【００５４】
発熱ユニット２３への投入電力Ｐが変化周波数Ｆに従って周期的に変化している状態において、ゲイン算定部１１２は、温度センサー２４からの検出信号Ｄを受信して加熱部材２１の検出温度Ｔを取得し、投入電力Ｐに対する検出温度Ｔの比であるゲイン（Ｔ／Ｐ）を算定する（ステップＳ５４）。
【００５５】
ステップＳ５４における現在の変化周波数Ｆに対応するゲインＧの算定が終了すると、劣化診断部１２０は、ゲイン算定対象となっている複数の変化周波数Ｆの全てについてゲインＧの算定が終了しているか否かを判定する（ステップＳ５６）。算定が終了していない場合（ステップＳ５６：ＮＯ）、劣化診断部１２０はステップＳ５０からＳ５４を再び実行する。他方、算定が終了している場合（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、劣化診断部１２０は処理をステップＳ５８に進める。
【００５６】
共振パラメーター算定部１１４は、複数のゲインＧに基づいて共振周波数ＲＦを算定する（ステップＳ５８）。より具体的には、共振パラメーター算定部１１４は、算定された複数のゲインＧに基づいてゲインＧの極大値を特定し、特定された極大値に対応する変化周波数Ｆを共振周波数ＲＦとして記憶装置１０４に記憶する。
【００５７】
ステップＳ５０からＳ５８の劣化診断処理が終了すると、劣化対処部１２２は劣化対処処理を実行する。劣化対処部１２２は、ステップＳ５８にて算定された共振周波数ＲＦが閾値Ｔｈを上回る場合には（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、補正により加圧部材２２の劣化に対処できるので、ステップＳ６２の補正処理に進む。一方、共振周波数ＲＦが閾値Ｔｈ以下である場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、加圧部材２２の劣化が顕著であるので、ステップＳ６４のアラート処理に進む。
【００５８】
なお、ステップＳ６０において、「共振周波数ＲＦが閾値Ｔｈを上回る」ことは「加圧部材２２の劣化の程度が閾値を下回る（加圧部材２２が寿命に達していない）」ことに相当し、「共振周波数ＲＦが閾値Ｔｈ以下である」ことは「加圧部材２２の劣化の程度が閾値以上である（加圧部材２２が寿命に達した）」ことに相当する。
【００５９】
ステップＳ６２において、駆動速度補正部１１６は、加圧部材２２の劣化により低下したシートＳの搬送速度を補償するように、駆動モーター２８（駆動装置）の駆動速度を補正する。より具体的には、駆動速度補正部１１６は、共振周波数ＲＦが定着装置７の稼働開始時の値に近づくように（より好適には、稼働開始時の値になるように）駆動モーター２８の駆動速度を制御する。以上の制御により、加圧部材２２の線速度が定着装置７の稼働開始時の値に近づく（より好適には、稼働開始時の値となる）。
【００６０】
ステップＳ６４において、アラート部１１８はアラートを生成する。より具体的には、アラート部１１８は、加圧部材２２が交換時期を迎えたことを示すメッセージの表示を支持するアラート信号を表示部１０２に送信する。表示部１０２は、以上のアラートを示すメッセージをディスプレイに表示する。また、アラート部１１８は、以上の表示部１０２への信号送信に代えて、または信号送信に加えて、画像形成装置１が接続されるネットワーク上に存在するメンテナンスシステムにアラート信号を送信してもよい。
【００６１】
以上の劣化診断処理および劣化対処処理は、所定枚数（例えば１万枚）の印字を実行する毎に実行されるキャリブレーション処理に連動して実行されてもよいし、サービス担当者（操作者）が表示部１０２を操作することにより発せられた指示信号に基づいて実行されてもよい。
【００６２】
７．  本実施形態の効果
以上説明した本実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置１００（劣化診断部１２０）が定着装置７の加圧部材２２の劣化状態を診断する。すなわち、制御装置１００によって、加圧部材２２の劣化を反映したパラメーターである共振周波数ＲＦが算定される。以上の構成によれば、新たなセンサーを設けることなく共振周波数ＲＦを算定できる。したがって、算定のための費用対効果が高い。
【００６３】
また、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、駆動速度補正部１１６が、算定された共振周波数ＲＦに基づいて、加圧部材２２の劣化により低下したシートＳの搬送速度を補償するように駆動モーター２８の駆動速度を補正する。以上の構成によれば、加圧部材２２の劣化の影響（加圧部材２２の線速度の低下）が駆動速度の補正によって補償されるので、より安定的な定着動作が実現される。
【００６４】
また、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、アラート部１１８が、共振周波数ＲＦが示す加圧部材２２の劣化の程度が閾値以上である場合にアラートを生成する。以上の構成によれば、共振周波数ＲＦにより適切に算定された加圧部材２２の寿命が画像形成装置１のユーザーに伝達される。
【００６５】
また、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、所定の印字枚数毎に共振周波数ＲＦが算定される。以上の構成によれば、定期的かつ自動的に共振周波数ＲＦの算定すなわち劣化の程度の診断が実行されるので、加圧部材２２の劣化が見過ごされることが抑制される。
【００６６】
また、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、操作者からの指示に基づいて共振周波数ＲＦの算定が実行される。以上の構成によれば、任意のタイミングで共振周波数ＲＦの算定すなわち劣化の程度の診断を実行できるので、加圧部材２２の劣化のメンテナンスが容易になる。
【００６７】
８．  変形例
本実施形態に係る画像形成装置１では、共振周波数ＲＦが共振パラメーターとして算定されたが、他の値、例えば前述した共振周期ＲＰが共振パラメーターとして算定されてもよい。すなわち、加熱部材２１の周波数特性を示す任意の値が共振パラメーターとして採用され得る。前述の通り、共振周期ＲＰの増大を検出することによっても加圧部材２２の劣化を診断できる。
【００６８】
なお、本実施形態に係る画像形成装置１では、制御装置１００が駆動速度補正部１１６とアラート部１１８との双方を備えたが、制御装置１００がいずれか一方のみを備える構成も採用可能である。
【００６９】
また、本実施形態に係る画像形成装置１では、熱源として発熱ユニット２３が採用されていたが、これに代えて、定着ベルト２１Ａの内部にハロゲンヒーターやカーボンヒーター等の熱源を設けてもよい。熱源の制御に関しては、本実施形態の構成がそのまま適用可能である。
【００７０】
また、本実施形態の説明では、一例として、本発明をモノクロ印刷の複合機（画像形成装置１）に適用した場合を示すが、これに限らず、例えば、カラー印刷の複合機、単機能のプリンター、複写機、またはファクシミリ等に本発明を適用してもよい。
【００７１】
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７２】
１      画像形成装置
７      定着装置
２１    加熱部材
２２    加圧部材
２３    発熱ユニット（加熱装置）
２４    温度センサー（温度検出装置）
２８    駆動モーター（駆動装置）
１００  制御装置
１０２  表示部
１１０  電力制御部
１１２  ゲイン算定部
１１４  共振パラメーター算定部
１１６  駆動速度補正部
１１８  アラート部
Ｎ      定着ニップ（加圧領域）
Ｓ      シート（媒体）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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