JP2008083091A

JP2008083091A - 画像形成装置

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Publication number: JP2008083091A
Application number: JP2006259694A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Kobayashi; 康之小林; Mitsunobu Mamiya; 光伸間宮
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】摺動負荷低減部材等の部品の寿命を精度良く検出することができ、画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生するのを確実に防止しつつ、画像形成装置の使用ができない期間を可能な限り無くすことにより、生産性を向上させることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】無端ベルトの摺動負荷を検出する負荷検出手段と、定着手段によって定着処理を施された記録媒体の累積枚数を検出する記録媒体累積検出手段と、前記負荷検出手段によって検出された前記無端ベルトの摺動負荷と、前記記録媒体累積検出手段によって検出された記録媒体の累積枚数に応じて予め規定された摺動抵抗の規定値とを比較することにより、前記摺動負荷低減部材の寿命を予測する寿命予測手段とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子写真方式等を採用した複写機やプリンター、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置に関し、特に当該画像形成装置において、未定着トナー像を用紙等の記録媒体上に加熱・加圧して定着する定着手段で用いられる無端ベルトの摺動負荷を低減する摺動負荷低減部材の寿命を精度良く予測可能とした画像形成装置に関するものである。

特開２００３−４３８４０号公報特開２００３−２６１２３７号公報

従来、この種の電子写真方式等を採用した複写機やプリンター、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置においては、用紙等の記録媒体上にフルカラーやモノクロのトナー像を転写した後、当該フルカラーやモノクロのトナー像が転写された用紙を、定着装置によって加熱・加圧することにより、フルカラーやモノクロの画像を形成するように構成されている。

上記定着装置としては、加熱ロールと加圧ロール等のように一対のロールを互いに圧接させたロール方式のものや、加熱部材または加圧部材の少なくとも一方の部材として無端ベルトを用いたベルトニップ方式のものなど、種々の方式のものが提案されており、実機で使用されている。

これらの定着装置のうち、加熱部材または加圧部材の少なくとも一方の部材として無端ベルトを用いたベルトニップ方式の定着装置は、定着ニップ部の領域を広く形成することができるため、未定着トナー像の加熱及び加圧を十分に行うことができ、定着すべきトナー量が多いフルカラー画像などを定着するのに適している。

ところで、上記ベルトニップ方式の定着装置においては、例えば、加熱ロールに加圧用の無端ベルトを圧接部材によって圧接させることにより、定着ニップ部を形成しているため、加熱ロールと加圧用の無端ベルトの摺動負荷が、ロール方式の定着装置に比べて大きく、当該無端ベルトの摺動負荷を低減する目的で、無端ベルトの内面にオイル等の潤滑剤を塗布する摺動負荷低減部材が用いられている。

このように、上記ベルトニップ方式の定着装置では、摺動負荷低減部材によって加圧用の無端ベルトの内面にオイル等の潤滑剤を塗布することにより、無端ベルトの摺動負荷を低減し、当該無端ベルトの搬送不良に起因した画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生するのを防止している。

しかしながら、このベルトニップ方式の定着装置は、上記摺動負荷低減部材が経時的に劣化したり、加圧用無端ベルトの内面に異物が混入した場合などのように、当該摺動負荷低減部材の性能が低下すると、無端ベルトに搬送不良が発生し、画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生するというトラブルを引き起こすことになる。

そのため、上記画像形成装置では、無端ベルトの搬送不良に起因した画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生した時点で、摺動負荷低減部材の寿命と判断してマシンを停止させ、摺動負荷低減部材等の部品交換を行うようになっている。

したがって、上記従来の画像形成装置の場合には、無端ベルトの搬送不良に起因した画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生して始めて、摺動負荷低減部材が寿命に達したことが判り、摺動負荷低減部材等の部品を交換しているため、画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形を防止することができないばかりか、摺動負荷低減部材等の部品を交換するまでは、画像形成装置を使用することができないため、装置の生産性が低下するという問題点を有していた。

そこで、かかる問題点を解決し得る技術としては、例えば、特開２００３−４３８４０号公報や特開２００３−２６１２３７号公報等に開示されたものが既に提案されている。

上記特開２００３−４３８４０号公報に係る画像形成装置は、記録材上にトナー像を永久定着するための一対の回転体と、付着するトナーをクリーニングするために前記回転体の少なくとも一方の表面に設けたクリーニング回転体と、前記回転体を有する定着装置を駆動する定着駆動モータと、前記定着駆動モータの駆動電流を検知して制御する制御手段とを有する画像形成装置であって、前記制御手段は、現在の駆動電流値とそれまでの駆動電流値の平均値とを比較することで、回転駆動を制御するように構成したものである。

また、上記特開２００３−２６１２３７号公報に係るシート搬送装置は、シートを搬送する回転体と、前記回転体の消耗による搬送性能の低下を検出する消耗度検出手段と、前記回転体の稼働時間を計測する時間管理手段と、前記回転体が消耗により搬送不能となる直前の限界消耗度を予め記憶させておく限界消耗度記憶手段と、前記回転体が消耗により搬送不能となる時期を予測する寿命予測手段と、を有し、前記寿命予測手段は、前記消耗度検出手段により検出した前記回転体の消耗度と、前記時間管理手段により計測した前記回転体の稼動期間と、前記限界消耗度記憶手段が記憶している限界消耗度とを利用し、前記回転体が消耗により搬送不能となる寿命時期を、予測関数によって算出するように構成したものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開２００３−４３８４０号公報に係る画像形成装置の場合には、制御手段が、現在の駆動電流値とそれまでの駆動電流値の平均値とを比較することで、回転駆動を制御するように構成したものであり、前記駆動電流値によってクリーニング回転体の寿命を検知し、当該クリーニング回転体が寿命に達した時点で、装置を停止させるため、やはり、サービスマンがクリーニング回転体の交換に行くまでの間は、装置が停止したままの状態となり、生産性が低下せざるを得ないという問題点を有している。

また、ライフカウンタ等によってクリーニング回転体などの部材の寿命を判断する目安とすることにより、クリーニング回転体の寿命を把握することも考えられるが、上述した摺動負荷低減部材等の部品の寿命は、環境や、用紙の種類または走行状態によって寿命の時期もばらつくため、正確な寿命の時期を把握することが困難であるという問題点を有している。

一方、上記特開２００３−２６１２３７号公報に係るシート搬送装置の場合には、寿命予測手段が、前記消耗度検出手段により検出した前記回転体の消耗度と、前記時間管理手段により計測した前記回転体の稼動期間と、前記限界消耗度記憶手段が記憶している限界消耗度とを利用し、前記回転体が消耗により搬送不能となる寿命時期を、予測関数によって算出するように構成したものであるが、この提案に係るシート搬送装置は、回転体としてのロールまたはベルトの表面状態の変化を検出することにより、回転体の寿命時期を予測するものである。

しかしながら、上記回転体としてのロールまたはベルトは、用紙が表面に凹凸を有する普通紙か、表面が平坦なコート紙か等のように、用紙の表面状態によって画像ディフェクトの現れ方が異なるため、回転体としてのロールまたはベルトの表面状態の変化を検出しただけでは、用紙上の定着画像に画像ディフェクトが現れる寿命の時期を正確に検出することができないという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、摺動負荷低減部材等の部品の寿命を精度良く検出することができ、画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生するのを確実に防止しつつ、画像形成装置の使用ができない期間を可能な限り無くすことにより、生産性を向上させることが可能な画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、未定着トナー像が転写された記録媒体を定着する定着手段として、加熱部材または加圧部材の少なくとも一方に無端ベルトを用いるとともに、前記無端ベルトの内側に摺動負荷低減部材を配設した定着手段を備えた画像形成装置において、
前記無端ベルトの摺動負荷を検出する負荷検出手段と、
前記定着手段によって定着処理を施された記録媒体の累積枚数を検出する記録媒体累積検出手段と、
前記負荷検出手段によって検出された前記無端ベルトの摺動負荷と、前記記録媒体累積検出手段によって検出された記録媒体の累積枚数に応じて予め規定された摺動抵抗の規定値とを比較することにより、前記摺動負荷低減部材の寿命を予測する寿命予測手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記負荷検出手段は、駆動モーターの駆動電流値を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、前記負荷検出手段は、無端ベルトと他方の部材との圧接の有無による駆動モーターの駆動電流値の差分によって、当該無端ベルトの摺動負荷を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置である。

又、請求項４に記載された発明は、前記寿命予測手段の予測結果に基づいて、前記摺動負荷低減部材の交換を促す警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置である。

この発明によれば、摺動負荷低減部材等の部品の寿命を精度良く検出することができ、画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生するのを確実に防止しつつ、画像形成装置の使用ができない期間を可能な限り無くすことにより、生産性を向上させることが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタを示すものである。なお、このタンデム方式のフルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラーの複写機としても機能するようになっている。また、上記フルカラープリンタは、画像読取装置を備えていなくても良いのは勿論である。

図２において、１はタンデム方式のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このフルカラープリンタ本体１の上部には、図示しない原稿の画像を読み取る画像読取装置（ＩＩＴ：ＩｍａｇｅＩｎｐｕｔＴｅｒｎａｌ）としてのスキャナー２が配設されている。このスキャナー２は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：ＡｕｔｏＤｏｃｕｍｅｎｔＦｅｅｄｅｒ）３によってプラテンガラス５上に搬送された原稿を光源６によって照明し、原稿からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿の画像を所定のドット密度（例えば、１２００ｄｐｉや２４００ｄｐｉ）で読み取るようになっている。

上記スキャナー２によって読み取られた原稿の画像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の画像データとして画像処理装置１２（ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に送られ、この画像処理装置１２では、原稿の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。

そして、上記の如く画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の画像データに変換され、次に述べるように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）に送られ、これらのＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋでは、各色の画像データに応じてレーザービームＬＢによる画像露光が行われる。

ところで、上記タンデム方式のフルカラープリンタ本体１の内部には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて直列的に配置されている。

これらの４つの画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋは、基本的にすべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の速度で回転する感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン又は帯電ロール（図示例では、帯電ロール）１６と、当該感光体ドラム１５の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するＲＯＳ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像装置１７と、クリーニング装置１８とから構成されている。なお、この実施の形態では、黒（Ｋ）色の画像形成部１３Ｋで用いられる感光体ドラム１５の直径が、他の色の画像形成部１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの感光体ドラム１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋに対して大きく設定されている。

上記ＲＯＳ１４は、図２に示すように、半導体レーザー１９を画像データに応じて変調して、この半導体レーザー１９からレーザービームＬＢを画像データに応じて出射する。この半導体レーザー１９から出射されたレーザービームＬＢは、反射ミラー２０、２１を介して回転多面鏡２２によって偏向走査され、図示しないｆ−θレンズで走査角度に応じて焦点距離が調整された状態で、複数枚の反射ミラー２３、２４等を介して像担持体としての感光体ドラム１５上に走査露光される。

上記画像処理装置１２からは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋに各色の画像データが順次出力され、これらのＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋから画像データに応じて出射されるレーザービームＬＢが、それぞれの感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ、１７Ｋによって、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ上に、順次形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、各画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２５上に、一次転写ロール２６Ｃ、２６Ｍ、２６Ｙ、２６Ｋによって互いに重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、テンションロール２８と、ステアリングロール２９と、アイドルロール３０と、バックアップロール３１と、アイドルロール３２との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に沿って感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋと等しい所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２５としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。

上記中間転写ベルト２５上に多重に転写されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール３１に中間転写ベルト２５を介して圧接する二次転写ロール３３によって、圧接力及び静電気力で記録媒体としての記録用紙３４上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、搬送ベルト３５によって定着装置３６へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、定着装置３６によって熱及び圧力で定着処理を受け、片面プリントの場合には、そのままプリンタ本体１の外部に設けられた排出トレイ３７上に排出される。

上記記録用紙３４は、図２に示すように、複数の用紙トレイ３８、３９、４０、４１のうちの何れかから所定のサイズや材質のものが、給紙ローラ４２及び用紙搬送用のローラ対４３、４４、４５からなる用紙搬送経路４６を介して、レジストロール４７まで一旦搬送されて停止される。上記用紙トレイ３８、３９、４０、４１のうちの何れかから供給された記録用紙３４は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール４７によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。

また、上記フルカラープリンタによって記録用紙３４の両面に画像を形成する場合には、定着装置３６によって片面に画像が定着された記録用紙３４を、そのまま機外に排出せずに、図示しない切り替えゲートによって、記録用紙３４の搬送経路を下方に切り替え、反転用の用紙搬送路４８に一旦搬送する。そして、この反転用の用紙搬送路４８に搬送された記録用紙３４は、その搬送方向を反転した状態で、両面用の用紙搬送路４９及び通常の用紙搬送経路４６を介して、表裏が反転された状態で、再度、中間転写ベルト２５の二次転写位置まで搬送され、裏面に画像が形成された後、定着装置３６によって熱及び圧力で定着処理を受けて、プリンタ本体１の外部に設けられた排出トレイ３７上に排出される。

図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す概略構成図である。

この定着装置３６は、加熱源を内蔵した加熱部材としての加熱定着ロール６０と、３つの支持ロール６１、６２、６３に張架され、上記加熱定着ロール６０に圧接される加圧部材としてのエンドレスベルト（無端ベルト）６４と、このエンドレスベルト６４の内面側に当接され、加熱定着ロール６０の表面に沿ってエンドレスベルト６４を押圧する圧力付与部材６５とで、主要部が構成されている。

上記加熱定着ロール６０は、駆動源としてのモータ６６により、図示しないギア等を介して、矢印方向に沿って所定の周速で回転駆動されるものである。上記加熱定着ロール６０は、内部に円筒状の金属製中空コア６７を有している。金属製中空コア６７は、外径６２ｍｍ、内径５５ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニウム製の円筒で形成されている。金属製中空コア６７の表面には、下地層６８ａとして硬度４５°（ＪＩＳ−Ａ）のＨＴＶシリコーンゴムが、厚さ２．０ｍｍで直接被覆され、更に下地層６８ａの上にトップコート層６８ｂとしてＲＴＶシリコーンゴムが、厚さ５０μｍでディップコートされている。これにより被覆層６８が形成されており、被覆層６８の表面は、鏡面状態に近い表面に仕上げられている。上記下地層６８ａのゴムの硬度は、Ｔｅｃｌｏｃｋ社製のスプリングタイプのＡ型硬度計により、ＪＩＳＫ６３０１に準拠して、荷重１，０００ｇｆを付加して計測した結果である。なお、コア６７としては、アルミニウムでなくても熱伝導率の高い弾性体であれば、他の材料を使用することができる。

上記コア６７の内部には、加熱源６９として出力１０００Ｗのハロゲンランプが配置されている。また、加熱定着ロール６０の表面には、温度センサ７０の計測信号により、図示しない温度コントローラによってハロゲンランプ６９への通電がフィードバック制御され、加熱定着ロール６０の表面が所定の温度（例えば、１７５℃）に調整されるようになっている。

また、加熱定着ロール６０の近傍には、オイル供給装置７１が配設されている。オイル供給装置７１は、離型剤を貯蔵する図示しないタンクからオイルパイプ７１ａを通りロール７１ｃ、７１ｄを介して加熱定着ロール６０の表面に離型剤を常に一定量供給する。これにより記録用紙３３に未定着トナー像Ｔを定着する際に、トナーの一部が加熱定着ロール６０にオフセットするのが防止されている。オイル供給装置７１によって供給される離型剤としては、粘度３００ｃｓのジメチルシリコンオイルが使用される。

上記圧力付与部材６５は、べースプレート６５ａの表面に弾性層６５ｂを積層するとともに、圧力付与部材６５の全周を低摩擦層６５ｃで被覆して形成したものであり、ベースプレート６５ａ側に配置された図示しない圧縮コイルスプリングによって加熱定着ロール６０に向けて押圧されている。ベースプレート６５ａは、幅（ベルトの走行方向）２０ｍｍ、長さ（紙面の垂直方向）３６０ｍｍ、厚さ７．５ｍｍのステンレス鋼製のものである。また、弾性層６５ｂは、ゴム硬度２０°のシリコンーンゴムからなる厚さ５ｍｍのものである。さらに、低摩擦層６５ｃとしては、ポリテトラフルオロエチレンを含浸させたガラス繊維シートなどが用いられている。

ベルトニップ部における低摩擦層６５ｃの接触面の幅（ベルトの走行方向で計って）が約１５ｍｍとなっている。ここで、加熱定着ロール６０とエンドレスベルト６４とが接触する軸方向の長さは３００ｍｍである。また、圧力付与部材６５の接触荷重は、５０ｋｇｆに設定されている。なお、上記定着装置３６のニップ部の出口近傍には、加熱定着ロール６０側とエンドレスベルト６４側の双方に、剥離爪７４、７５がそれぞれ設けられている。

なお、上記エンドレスベルト６４を張架する３つの支持ロール６１、６２、６３のうち、支持ロール６１には、加熱源７６が内蔵されている。

ところで、この実施の形態では、前記エンドレスベルト６４の内周面に潤滑剤を塗布することによって、当該エンドレスベルト６４の摺動負荷を低減する摺動負荷低減部材８０が配設されており、この潤滑剤としては、例えば、酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルを用いるように構成されている。

すなわち、上記圧力付与部材６５の上流側には、図３に示すように、エンドレスベルト６４の内面に潤滑剤としてシリコーンオイルを供給する摺動負荷低減部材としてのオイル供給部材８０が配設されている。このオイル供給部材８０は、ベルト６４の内面に接触配置されるフェルト８１と、必要に応じてフェルト８１を保持する図示しないケースとを備えており、フェルト８１には、粘度５０〜３０００ｃｓの粘度を有するシリコーンオイルが含浸されている。このフェルト８１は、耐熱温度が１３０℃以上、好ましくは、２００℃以上の耐熱性が必要であり、材質としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等の不織布が好適である。また、ケースは、離型剤を透過、含浸しないもので、耐熱性が１３０℃以上であればよく、具体的には、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅等の金属や、ポリカーボネート、メラミン樹脂等の耐熱性樹脂を用いることができる。この実施の形態では、シリコーンオイルとして、常温での粘度が３００ｃｓの酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイル（ヒンダードアミンオイル）が用いられる。

アミノ変性シリコーンオイルは、アミノ基が塩基性を示すため、酸性物質が存在すると、加熱定着ロール１０の熱によって反応が促進され、中和によって粘度が増加したり、不溶物を発生させたりする。

そこで、アミノ変性シリコーンオイルに酸化防止剤を５００ｐｐｍ程度添加したヒンダードアミンオイルを用いることにより、アミノ変性シリコーンオイル中のアミノ基が酸化されて活性ラジカルとなるＨを、酸化防止剤のアミンのベンゼン環でトラップ（共鳴）することにより、アミノ変性シリコーンオイルの中和による連鎖反応を抑制することができ、アミノ変性シリコーンオイルが中和によって粘度が増加したり、不溶物を発生させたりするのを抑制することができる。

また、上記ヒンダードアミンオイルが含浸されたフェルト８１は、エンドレスベルト６４の軸方向のほぼ全域に当接し、エンドレスベルト６４の回転に伴って、このエンドレスベルト６４の内周面全面にヒンダードアミンオイルを供給する。ヒンダードアミンオイルの供給量は、多い必要はなく、従って、フェルト８１のエンドレスベルト６４に対する当接圧力は小さく、微妙に接触する程度でよい。尚、ヒンダードアミンオイルを含浸させるフェルト８１については、多数の連続気孔を有し、定着温度における耐熱性を有すると共に適度の弾性率を有するものであればよく、スポンジ等であってもよい。

また、この実施の形態では、図３に示すように、エンドレスベルト６４と圧力付与部材６５との間に、両者の摩擦を低減するための低摩擦層６５ｃが介在されている。この低摩擦層６５ｃは、フッ素系の樹脂を延伸成型、焼結成型等することによって、潤滑剤を保持する微細な孔を多数有する多孔質樹脂層と、当該多孔質樹脂層の圧力付与部材６５側に積層された、ＦＥＰ( テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体) やポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ステンレス、ニッケル、銅、アルミ、ＰＥＴ等の薄いフィルムからなる潤滑剤透過防止層と、前記多孔質樹脂層のエンドレスベルト６４側に積層されたフィルム層とから構成されている。ここでは、低摩擦層６５ｃにおける多孔質樹脂層は、ジャパンゴアテックス製、品番＃８１８１を用いた。なお、低摩擦層６５ｃは、厚さとして、５０μｍ〜４ｍｍ、好ましくは８０μｍ〜５００μｍであり、厚さが５０μｍ未満では、十分な強度と潤滑剤保持性が得られず、厚さが４ｍｍを超えると、加熱定着ロールに対し十分な圧力を均一に与えられず、またニップ幅が均一に得られにくくなる。

上記多孔質樹脂層としては、例えば、ＰＴＦＥ( ポリテトラフルオロエチレン) 樹脂を延伸成型、焼結成型して多孔質化した多孔質樹脂からなるものを用いてよいが、ここでは延伸成型したものを用いている。この多孔質樹脂層の形状としては、フイルム形状、織布形状、フィルム／織布貼り合せ形状など適宜選定して差し支えないが、この実施の形態では、多孔質樹脂にて形成された繊維が織られた繊維( 多孔質樹脂繊維織布) からなるものが用いられている。また、この多孔質樹脂層の表裏には、潤滑剤透過防止層と、フィルム層とが貼り合せられており、フィルム層をエンドレスベルト６４に対向させ、潤滑剤透過防止層を圧力付与部材６５に対向させるように配置している。なお、上記フィルム層は、必ずしも設ける必要がないが、当該フィルム層を表面に設けることによって、低摩擦層６５ｃ表面の平滑性を向上させることができ、耐久性や、より一層摺動抵抗を低減することが可能となる。ただし、フィルム層４０ｃを設ける場合には、当該フィルム層自体が潤滑剤の透過性を有することは勿論であり、このフィルム層は、結果として潤滑剤を透過するものであればよい。

また、上記３つの支持ロール６１、６２、６３に張架されたエンドレスベルト６４は、図４に示すように、フレーム９１に一体的に取り付けられてベルトユニット９０を構成しているとともに、当該ベルトユニット９０は、加熱定着ロール６０と接離する方向に移動自在に取り付けられている。さらに、上記ベルトユニット９０は、プリンタ本体１側に取り付けられた偏心カム９２と、当該ベルトユニット９０に取り付けられたカムフォロワ９３とによって、エンドレスベルト６４が加熱定着ロール６０から離間した退避位置と、エンドレスベルト６４が加熱定着ロール６０に所定の圧力で圧接した加圧位置とに切り替え可能となっている。なお、上記偏心カム９２は、ラッチモーター９４によって回転駆動される。

ところで、この実施の形態では、未定着トナー像が転写された記録媒体を定着する定着手段として、加熱部材または加圧部材の少なくとも一方に無端ベルトを用いるとともに、前記無端ベルトの内側に摺動負荷低減部材を配設した定着手段を備えた画像形成装置において、前記無端ベルトの摺動負荷を検出する負荷検出手段と、前記定着手段によって定着処理を施された記録媒体の累積枚数を検出する記録媒体累積検出手段と、前記負荷検出手段によって検出された前記無端ベルトの摺動負荷と、前記記録媒体累積検出手段によって検出された記録媒体の累積枚数に応じて予め規定された摺動抵抗の規定値とを比較することにより、前記摺動負荷低減部材の寿命を予測する寿命予測手段とを備えるように構成されている。

図１は、この実施の形態に係るタンデム方式のフルカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。

図１において、１００はフルカラープリンタの動作を制御するＣＰＵやＭＣＵ等からなる制御装置であり、この制御装置１００は、ＲＯＭやＲＡＭ、あるいはハードディスク等から構成される記憶装置１０１に記憶されたプログラムやデータに基づいて、フルカラープリンタにおけるプリント動作の全体を制御するためのものである。また、上記制御装置１００は、摺動負荷低減部材８０の寿命を予測する寿命予測手段としての機能をも備えている。

上記制御装置１００には、定着装置３６が接続されており、定着装置３６は、制御装置１００からの指令信号に応じて定着動作が制御されるようになっている。また、この定着装置３６は、温度センサー７０からの検知信号を制御装置１００に対して出力し、加熱源６９、７６に対する通電状態が制御されるようになっている。

また、上記制御装置１００は、定着装置３６の駆動モーター６６を制御して、加熱定着ロール６０を回転駆動し、定着動作を制御するように構成されている。その際、上記制御装置１００は、定着装置３６の駆動モーター６６を制御する際に、当該駆動モーター６６に通電される電流値を、負荷検出手段としての電流値検出回路１０４によって検出し、エンドレスベルト６４を従動駆動する際の当該エンドレスベルト６４の摺動負荷を検出するように構成されている。

さらに、上記制御装置１００は、定着装置３６のラッチモータ９４を制御して、エンドレスベルト６４を加熱定着ロール６０に圧接させたり、エンドレスベルト６４を加熱定着ロール６０から離間させるように制御を行うものである。

さらに、上記制御装置１００は、定着装置３６の出口に配設された出口センサー１０２によって、記録用紙３４が定着装置３６から排出されたか否かを判別するように構成されている。この出口センサー１０２は、記録用紙３４を検出し、当該定着装置３６によって定着処理を施された記録用紙３４の累積枚数を検出する記録媒体累積検出手段としての機能を備えている。なお、記録用紙３４の累積枚数のカウントは、制御装置１００が行うようになっている。

又、上記制御装置１００には、警告手段としてユーザーインターフェース等の表示装置１０３が接続されており、後述するように、摺動負荷低減部材８０の寿命を予測して、当該摺動負荷低減部材８０が寿命に近くなると、例えば、あと何枚の記録用紙３４が定着可能かを表示するように構成されている。

以上の構成において、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、次のようにして、摺動負荷低減部材等の部品の寿命を精度良く検出することができ、画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生するのを確実に防止しつつ、画像形成装置の使用ができない期間を可能な限り無くすことにより、生産性を向上させることが可能となっている。

すなわち、上記フルカラープリンタでは、図２に示すように、図示しない原稿を、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３によってプラテンガラス５上に自動的に搬送しつつ、当該図示しない原稿を、原稿読取装置２によって読み取るように構成されている。上記原稿読取装置２によって読み取られた原稿の画像情報は、画像処理装置１２によって所定の画像処理を受ける。その後、上記画像処理装置１２によって所定の画像処理を受けた画像情報は、ＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋに送られ、当該ＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋによって画像データに基づいて、感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ上にそれぞれレーザー光ＬＢが走査露光され、感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋの表面にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色の画像に対応した静電潜像が形成される。そして、上記感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ上に形成された静電潜像は、対応する色の現像装置１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ、１７Ｋによって順次現像され、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像となる。上記感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ上に形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、中間転写ベルト２５上に多重に一次転写された後、当該中間転写ベルト２５から記録用紙３４上に一括して二次転写された後、定着装置３６へと搬送されて、記録用紙３４上にフルカラー等の画像が定着され、排出トレイ３７上に排出される。

その際、上記定着装置３６では、図３に示すように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が転写された記録用紙３４が、加熱定着ロール６０とエンドレスベルト６４によってニップされ、加熱加圧されて定着される。また、上記エンドレスベルト６４の内面には、摺動負荷低減部材としてのオイル供給部材８０によってオイルが塗布され、エンドレスベルト６４と加熱定着ロール６０との摺動負荷が低減される。

しかし、上記オイル供給部材８０は、経時的に、オイルを含浸させたフェルト８１が劣化したり、異物が混入したりして、当該オイル供給部材８０の摺動負荷を低減する効果が徐々に低下する。

そこで、この実施の形態では、図５に示すように、所定のタイミングで、制御装置１００が定着処理を実行する際に、加熱定着ロール６０及びエンドレスベルト６４の加熱源６９、７６に通電し、これらの加熱定着ロール６０及びエンドレスベルト６４を加熱し（ステップ１０１）、加熱定着ロール６０及び／又はエンドレスベルト６４が設定温度になっているか否かを判別する（ステップ１０２）。そして、制御装置１００は、加熱定着ロール６０及び／又はエンドレスベルト６４が設定温度になった場合には、駆動モーター６６を駆動し（ステップ１０３）、電流値検出回路１０４によって駆動モーター６６に通電される電流値ａを測定する（ステップ１０４）。

その後、制御装置１００は、ラッチモータ９４を駆動して、図４（ｂ）に示すように、エンドレスベルト６４の加熱定着ロール６０表面への圧接動作を開始し、エンドレスベルト６４を加熱定着ロール６０の表面に圧接させる。この状態で、制御装置１００は、電流値検出回路１０４によって駆動モーター６６に通電される電流値ｂを測定する（ステップ１０６）。

次に、制御装置１００は、図６に示すように、電流値ｂと電流値ａとの差＝ｂ−ａが予め規定された規定値である予測値ｃ以上か否かを判別する（ステップ１０７）。そして、制御装置１００は、電流値ｂと電流値ａとの差Ｐ１＝ｂ−ａが予め規定された規定値である予測値ｃ以上である場合には、（ｂ−ａ）を現在の値として、予測グラフを作成する（ステップ１０８）。また、制御装置１００は、電流値ｂと電流値ａとの差＝ｂ−ａが予め規定された規定値である予測値ｃ以上でない場合には、（ｂ−ａ）／２を現在の値として、予測グラフを作成する（ステップ１０９）。

具体的には、図６に示すように、累積した通紙枚数が、４００００枚の時点で、制御装置１００は、電流値ａと電流値ｂの測定を行い、電流値ｂと電流値ａとの差Ｐ１＝ｂ−ａが予め規定された規定値である予測値ｃ以上である場合には、Ｐ１＝（ｂ−ａ）を現在の値として、予測グラフを作成する。その際、予測グラフは直線で近似されており、その勾配は、実測された規定値の最も大きい勾配の値が用いられる。

その理由は、オイル供給部材８０の寿命を予測するにあたって、最も安全な方向で、つまりオイル供給部材８０がハードに使用され、寿命が最も短い場合を想定するためである。

その結果、制御装置１００は、図６に示すように、累積した通紙枚数が、４００００枚の時点で、Ｐ１を通る直線でオイル供給部材８０の寿命を予測し、図示の例では、１２００００枚程度で寿命時期を迎えると予測される。

その後、制御装置１００は、図６に示すように、所定のタイミング、累積した通紙枚数が、８００００枚程度に達した時点で、再度、電流値ａと電流値ｂの測定を行い、電流値ｂと電流値ａとの差Ｐ２＝ｂ−ａが予め規定された規定値である予測値ｃ以上である場合には、Ｐ２＝（ｂ−ａ）を現在の値として、予測グラフを作成する。
制御装置１００は、電流値ｂと電流値ａとの差Ｐ２＝ｂ−ａが予め規定された規定値である予測値ｃ以上でない場合には、（ｂ−ａ）／２＝Ｑ２を現在の値として、予測グラフを作成する。

図６は、累積した通紙枚数が、８００００枚程度に達した時点で、電流値ｂと電流値ａとの差Ｐ２＝ｂ−ａが予め規定された規定値である予測値ｃ以上でない場合を示しており、制御装置１００は、Ｑ２を現在の値として、予測グラフを作成する。

その後、制御装置１００は、図６に示すように、所定のタイミング、累積した通紙枚数が、１１００００枚程度に達した時点で、再度、電流値ａと電流値ｂの測定を行い、電流値ｂと電流値ａとの差Ｒ１＝ｂ−ａが予め規定された規定値である予測値ｃ以上である場合には、Ｒ１＝（ｂ−ａ）を現在の値として、予測グラフを作成する。

そして、制御装置１００は、図６に示すように、上記の如くして作成した予測グラフに基づいて、オイル供給部材８０が寿命に達するまでに通紙可能な記録用紙３４の枚数を表示装置１０３に表示し、警告を発するようになっている。

このように、上記実施の形態に係るフルカラープリンタでは、制御装置１００は、電流値ｂと電流値ａとの差で求められるエンドレスベルト６４の摺動負荷と、記録媒体累積検出手段によって検出された記録媒体の累積枚数に応じて予め規定された摺動抵抗の規定値ｃとを比較することにより、オイル供給部材８０の寿命を予測することで、オイル供給部材８０の寿命を精度良く検出することができ、画像ディフェクトや紙しわ等の用紙変形が発生するのを確実に防止しつつ、画像形成装置の使用ができない期間を可能な限り無くすことにより、生産性を向上させることが可能となっている。

図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。図３は定着装置を示す断面構成図である。図４はエンドレスベルトを加熱定着ロールに接離する機構を示す構成図である。図５はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの動作を示すフローチャートである。図６は通紙枚数と駆動電流との関係を示すグラフである。

符号の説明

３６：定着装置、６６：駆動モーター、８０：摺動負荷低減部材、９４：ラッチモータ、１００：制御装置（寿命予測手段）、１０１：記憶装置、１０４：電流値検出回路。

Claims

未定着トナー像が転写された記録媒体を定着する定着手段として、加熱部材または加圧部材の少なくとも一方に無端ベルトを用いるとともに、前記無端ベルトの内側に摺動負荷低減部材を配設した定着手段を備えた画像形成装置において、
前記無端ベルトの摺動負荷を検出する負荷検出手段と、
前記定着手段によって定着処理を施された記録媒体の累積枚数を検出する記録媒体累積検出手段と、
前記負荷検出手段によって検出された前記無端ベルトの摺動負荷と、前記記録媒体累積検出手段によって検出された記録媒体の累積枚数に応じて予め規定された摺動抵抗の規定値とを比較することにより、前記摺動負荷低減部材の寿命を予測する寿命予測手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記負荷検出手段は、駆動モーターの駆動電流値を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記負荷検出手段は、無端ベルトと他方の部材との圧接の有無による駆動モーターの駆動電流値の差分によって、当該無端ベルトの摺動負荷を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記寿命予測手段の予測結果に基づいて、前記摺動負荷低減部材の交換を促す警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。