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JP6773005B2 - Image forming device - Google Patents
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JP6773005B2 - Image forming device - Google Patents

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Description

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。 The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing device and a control device.

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。 The electrophotographic image forming apparatus is mainly composed of a photoconductor drum unit, a developing apparatus, a transfer apparatus, and a fixing apparatus. Since the above components deteriorate with the use of the image forming apparatus, they are often treated as consumables in the apparatus design.

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。 The fixing device is a component for fixing the toner on the medium, and includes a heating member, a pressure member, and the like. An example of the above-mentioned deterioration is a decrease in roller hardness of the pressure member. The pressurizing member is deteriorated by being repeatedly heated by the heating member to expand, then cooled and contracted. Since the deterioration of the fixing device depends on the heating time, the standby time, the storage state, and the like, it is difficult to predict based on the number of simple media prints (number of fixing processes).

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。 Therefore, a configuration has been proposed in which a new sensor specialized for diagnosing deterioration of members is provided. For example, in the image forming apparatus described in Patent Document 1, deterioration of the fixing roller is diagnosed by capturing a decrease in the reflected brightness from a thin film provided on the surface of the fixing roller by using an optical sensor. Further, in the image forming apparatus described in Patent Document 2, a failure or deterioration is diagnosed by detecting a scattered reflection component and acquiring information on a transport state of printing paper by using a photodetector array. There is.

特開2003−255737号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-255737 特開2005− 41623号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-41623

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。 However, in the technique disclosed in Patent Documents 1 and 2 above, in which a newly provided sensor is provided to acquire parameters related to deterioration of the fixing device, the newly provided sensor may be used infrequently. As a result, the cost-effectiveness of deterioration diagnosis may be low.

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。 In consideration of the above circumstances, it is an object of the present invention to cost-effectively and appropriately calculate parameters related to deterioration of the fixing device.

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。 In order to achieve the above object, the image forming apparatus of the present invention forms a pressure region by pressing and contacting a heating member that heats the toner on the medium while rotating and the heating member while rotating, and pressurizes the power. A pressurizing member that pressurizes the toner on the medium passing through the region, a heating device that heats the heating member by an input power, a temperature detection device that detects the temperature of the heating member, and a cycle in which the input power changes. A power control unit that periodically changes the input power based on each of the change frequencies corresponding to, a gain calculation unit that calculates a gain that is the ratio of the temperature to the input power for each of the plurality of the change frequencies, and a gain calculation unit. A control device having a resonance parameter calculation unit for calculating a resonance parameter reflecting deterioration of the pressurizing member based on the plurality of gains is provided.

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。 Preferably, the control device further includes a drive speed correction unit that corrects the drive speed of the drive device that drives the pressurizing member so as to compensate for the transport speed of the medium that has decreased due to the deterioration of the pressurizing member. Be prepared.

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。 Preferably, the control device further includes an alert unit that generates an alert when the degree of deterioration of the pressurizing member indicated by the resonance parameter is equal to or greater than a threshold value.

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。 Preferably, the resonance parameter calculation unit calculates the resonance parameter for each predetermined number of prints.

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。 Preferably, the resonance parameter calculation unit calculates the resonance parameter based on an instruction from the operator.

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。 According to the present invention, it is possible to calculate the parameters related to the deterioration of the fixing device with an inexpensive and appropriate configuration.

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。It is a schematic (front view) which shows the image forming apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the fixing device which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a graph which shows an example of the time characteristic of input power change and temperature change which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a graph which shows an example of the time characteristic of input power change and temperature change which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a graph which shows an example of the time characteristic of input power change and temperature change which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a frequency characteristic diagram which shows the relationship between gain and frequency which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the electrical structure of the control device which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart of deterioration diagnosis processing and deterioration coping processing which concerns on one Embodiment of this invention.

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。
1. 1. Overall Configuration of Image Forming Device The overall configuration of the image forming apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The image forming apparatus 1 is, for example, a multifunction device having a printing function, a copying function, a fax function, and the like.

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。 Hereinafter, for convenience of explanation, the front side of the paper surface of FIG. 1 is referred to as the front side of the image forming apparatus 1. Further, in each of the following figures, "L" indicates "left", "R" indicates "right", "U" indicates "upper", and "D" indicates "lower".

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。 FIG. 1 is a schematic view (front view) showing the image forming apparatus 1. In the following description, the "transport direction" refers to the direction in which the sheet S (medium) is conveyed. In addition, "upstream" and "downstream" and similar terms refer to "upstream" and "downstream" in the transport direction of the sheet S and similar concepts.

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。 The image forming apparatus 1 includes a substantially box-shaped apparatus main body 2. A paper feed cassette 3 for accommodating a sheet S such as plain paper is detachably provided at the lower part of the apparatus main body 2, and a paper ejection tray 4 is provided at the upper part of the apparatus main body 2. The sheet S as an example of the medium is not limited to paper, and may be made of resin.

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。 The apparatus main body 2 includes a paper feeding device 5, an image drawing device 6, and a fixing device 7. The paper feed device 5 is provided at the upstream end of the transport path 8 extending from the paper feed cassette 3 to the paper output tray 4. The image forming device 6 is provided in the middle portion of the transport path 8, and the fixing device 7 is provided on the downstream side of the transport path 8.

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。 The image forming apparatus 6 includes a toner container 10, a drum unit 11, and an optical scanning apparatus 12. The toner container 10 contains, for example, black toner (developer). The drum unit 11 includes a photoconductor drum 13 (image carrier), a charging device 14, a developing device 15, and a transfer roller 16. The transfer roller 16 contacts the photoconductor drum 13 from below to form a transfer nip. The toner may be a two-component developer in which toner and a carrier are mixed, or may be a one-component developer composed of magnetic toner.

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。 Further, the device main body 2 includes a control device 100 that controls each device. Details of the control device 100 will be described later. Further, the image forming apparatus 1 is provided with a display unit 102 on the upper surface (or side surface) of the apparatus main body 2 for displaying the state of the image forming apparatus 1. The display unit 102 is composed of a touch panel, a display, or the like, and displays, for example, a replacement time of a member included in the fixing device 7. The display unit 102 may include operation keys for operating the image forming apparatus 1, such as a start key, a stop / clear key, and a numeric keypad. The display unit 102 may be separately provided outside the image forming apparatus 1. For example, the display unit 102 may be configured as a display device such as an external display connected to the image forming device 1.

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。
2. Outline of processing of the image forming apparatus Next, the image forming processing by the image forming apparatus 1 having the above-described configuration will be schematically described. The image forming apparatus 1 starts the image forming process when the image data is input from an external computer or the like and the printing start is instructed.

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。 Under the control of the control device 100, the image forming process is executed as follows. First, the charging device 14 charges the surface of the photoconductor drum 13. The optical scanning device 12 emits scanning light corresponding to the image data to form an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor drum 13. The developing device 15 develops an electrostatic latent image carried on the photoconductor drum 13 into a toner image by using the toner supplied from the toner container 10. The sheet S is sent out from the paper feeding device 5 to the transport path 8 by the paper feeding device 5, and the toner image is transferred onto the sheet S passing through the transfer nip on the photoconductor drum 13. The fixing device 7 fixes the toner image on the sheet S, and the sheet S on which the toner image is fixed is discharged to the paper output tray 4.

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。
3. 3. Fixing device Next, the configuration and operation of the fixing device 7 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixing device 7. As shown in FIG. 2, the fixing device 7 includes a housing 20, a heating member 21, a pressurizing member 22, a heat generating unit 23 (heating device), and a temperature sensor 24 (temperature detecting device).

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。 The housing 20 has a substantially rectangular parallelepiped structure long in the front-rear direction, and includes a case 20A supported inside the device main body 2. Openings for passing the sheet S are formed on both the left and right sides of the case 20A. The right side opening of the case 20A is provided with an entry guide 31 for guiding the sheet S to the fixing nip N (pressurizing region) which is a contact portion between the fixing belt 21A included in the heating member 21 and the pressing member 22. There is. A transport roller pair 32 for feeding the sheet S to the downstream side is provided in the left side opening of the case 20A.

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。 The heating member 21 includes an endless fixing belt 21A formed in a substantially cylindrical shape long in the front-rear direction, and a pair of caps 21B attached to both ends in the axial direction of the fixing belt 21A. The base layer of the fixing belt 21A is made of a synthetic resin material having heat resistance and elasticity such as a polyimide resin. An elastic layer such as silicone rubber is formed on the outer peripheral surface of the base layer, and a surface release layer such as fluororesin (PFA) is formed on the outer peripheral surface of the elastic layer. A pressing structure 26 is provided inside (inside) the fixing belt 21A. The pressing structure 26 includes a supporting member 26A and a pressing member 26C. The support member 26A is formed of, for example, a metal material in a substantially rectangular tubular shape that is long in the front-rear direction. The pressing member 26C is a thick plate-shaped member made of heat-resistant resin fixed to the lower surface of the supporting member 26A, and has a function of receiving the fixing belt 21A pressed against the pressing member 22. Inside the fixing belt 21A, a belt guide 27 for maintaining the shape of the fixing belt 21A is provided. The belt guide 27 is made of an alloy having a large magnetic permeability and is heated by the heat generating unit 23.

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。 The pressurizing member 22 is formed in a substantially cylindrical shape that is long in the front-rear direction. The pressurizing member 22 is made of a metal core metal 22A, an elastic layer 22B such as silicone rubber laminated on the outer peripheral surface of the core metal 22A, and a fluororesin (PFA) laminated on the outer peripheral surface of the elastic layer 22B. A surface release layer 22C is provided. A drive motor 28 (drive device) is connected to the core metal 22A, and the pressurizing member 22 is rotationally driven by the drive motor 28. The elastic layer 22B serves as the main pressure source for the heating member 21. The heating member 21 is driven to rotate by the rotation transmitted from the pressurizing member 22. The pressurizing member 22 presses against the heating member 21 (fixing belt 21A) while rotating to form a fixing nip N, and pressurizes the toner on the sheet S passing through the fixing nip N.

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。 The heat generating unit 23 is arranged above the fixing belt 21A with a gap in between. The heat generating unit 23 includes a unit case 23A and an IH coil 23B. The unit case 23A is formed in a substantially semi-cylindrical shape that is long in the front-rear direction along the upper outer surface of the fixing belt 21A. The IH coil 23B is provided inside the unit case 23A. A magnetic field is generated by applying a high-frequency current to the IH coil 23B, and the belt guide 27 is induced and heated by the magnetic field to locally heat the upper side of the fixing belt 21A. That is, the heat generating unit 23 heats the pressurizing member 22 (fixing belt 21A) by the input power.

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。 As described above, the heating member 21 is driven and rotated by the pressurizing member 22, and is heated by the heat generating unit 23. As a result, the heating member 21 heats the toner on the sheet S while rotating.

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。 The temperature sensor 24 contacts the fixing belt 21A from the inside and detects the temperature of the heating member 21 (fixing belt 21A). The temperature sensor 24 includes a thermistor, which is a semiconductor element whose resistance changes according to the temperature, and transmits a detection signal D corresponding to the detection temperature of the heating member 21 to the control device 100. The temperature sensor 24 may be in contact with the fixing belt 21A from the outside, or may be a non-contact type temperature sensor that detects the temperature apart from the fixing belt 21A.

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。 The heat generating unit 23 (IH coil 23B), the temperature sensor 24, the drive motor 28, and the like described above are electrically connected to the control device 100 via various drive circuits. The heat generating unit 23 (heating device) and the temperature sensor 24 (temperature detecting device) may be provided separately from the fixing device 7.

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。
4. Deterioration of Fixing Device (Pressurizing Member) The pressurizing member 22 included in the fixing device 7 deteriorates as the image forming process is repeatedly executed by the image forming device 1. More specifically, it is as follows. When the fixing process is performed in the fixing device 7, the elastic layer 22B and the surface release layer 22C of the pressing member 22 are heated by the heating member 21 to expand, and then cooled by natural cooling or the like to shrink. By repeating the above expansion and contraction, the elastic layer 22B and the surface release layer 22C deteriorate.

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。 As the deterioration progresses, the hardness of the pressurizing member 22 at the time of pressurization decreases (that is, the pressurizing member 22 softens), and the amount of biting into the heating member 21 also decreases. As a result, the medium transport speed during the fixing process changes, increasing the possibility of transport wrinkles. As described above, since the deterioration of the pressure member 22 depends on a plurality of conditions such as heating time, standby time, and storage state, it is difficult to predict based on the number of simple media prints (number of fixing processes). ..

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。
5. Principle of Deterioration Diagnosis When the pressure member 22 deteriorates and its hardness decreases, the outer diameter of the pressure member 22 decreases. Therefore, under the condition of constant angular velocity, the linear velocity (the speed at which the point on the outer circumference advances, the peripheral velocity). Decreases. When the linear velocity of the pressurizing member 22 decreases, the linear velocity of the heating member 21 (fixing belt 21A) driven by the pressurizing member 22 also decreases. Generally, in a rotating body, under a condition where the angular velocity is constant, the rotation period (time required for one rotation) increases as the linear velocity of points on the outer circumference decreases. Therefore, as the pressurizing member 22 deteriorates, the linear velocity of the heating member 21 decreases and its rotation cycle increases.

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。 Based on the above findings, if an increase in the rotation cycle (or a decrease in linear velocity) of the heating member 21 can be detected in the fixing device 7 as in the present embodiment, the deterioration state of the pressurizing member 22 can be diagnosed. As described above, it is not preferable to provide a new sensor in the image forming apparatus 1 from the viewpoint of cost effectiveness. Therefore, it will be examined below to capture the fluctuation of the rotation cycle of the heating member 21 without adding the sensor.

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。 Here, it is considered that the input power input to the heat generating unit 23 is periodically changed. As described above, the heat generating unit 23 (IH coil 23B) heats the heating member 21 (fixing belt 21A) via the belt guide 27 by applying electric power. Therefore, when the power input to the heat generating unit 23 changes periodically, the heat energy transmitted to the heating member 21 also changes periodically, and a periodic temperature change occurs in the heating member 21. The relationship between the change in input power and the change in temperature will be described below.

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。 3A to 3C are graphs illustrating the time characteristics of input power change and temperature change. The vertical axis of the graph on the left side of each figure shows the magnitude of the input power P applied to the heat generating unit 23, and the vertical axis of the graph on the right side of each figure shows the temperature T of the heating member 21 detected by the temperature sensor 24. The horizontal axis of each graph indicates time t. In each figure, the power input P to the heat generating unit 23 periodically increases or decreases at a specific frequency F (graphs on the left side), and the temperature T of the heating member 21 also periodically increases or decreases at the specific frequency F (each graph on the left). Each graph on the right). More specifically, the frequencies (change frequencies F) corresponding to the periods in which the input power P changes in FIGS. 3A to 3C are 1 Hz, 2 Hz, and 4 Hz, respectively. The temperature T in FIGS. 3A to 3C also changes at 1 Hz, 2 Hz, and 4 Hz, respectively.

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。 On the other hand, the range of change of the input power P in FIGS. 3A to 3C is constant (upper limit 300W-lower limit 100W = 200W). However, as shown in FIGS. 3A to 3C, the change width of the detection temperature T becomes smaller as the change frequency F in which the input power P changes increases. The above phenomenon is caused by the existence of a time lag until the change in the power input P to the heat generating unit 23 appears as the change in the temperature T of the heating member 21. As the cycle of change of the input power P becomes shorter (the change frequency F increases), the change of the temperature T of the heating member 21 becomes difficult to follow the power change due to the time lag, so that the width of the temperature change becomes smaller.

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。 FIG. 4 is a graph (frequency characteristic diagram) showing the frequency characteristics of the change in the input power P and the change in the temperature T described above. The horizontal axis of the graph shows the change frequency F of the input power P, and the vertical axis shows the gain G (temperature T of the heating member 21 / power input P to the heat generating unit 23). Briefly, as described above, as the change frequency F of the input power to the heating unit 23, which is the heating device, increases, the width of the temperature change of the heating member 21 becomes smaller, so that the gain G decreases.

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。 However, in FIG. 4, characteristic changes not explained by the above schematic behavior are observed. That is, while the gain G gradually decreases as the change frequency F rises, the gain G shows a maximum value at a specific change frequency F. This phenomenon is caused by the following factors.

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。 As described above, the heating member 21 is driven to rotate by the pressurizing member 22, and the upper side thereof is locally heated by the heat generating unit 23. In other words, the heated portion on the heating member 21 changes with time according to the driven rotation. Further, as described above, when the power input P to the heat generating unit 23 is changed periodically, the temperature T of the heating member 21 also changes periodically.

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。 Here, when the rotation cycle of the heating member 21 and the change cycle of the input power P to the heat generation unit 23 (that is, the arrival cycle of the power peak) match, a specific heated portion on the heating member 21 receives the input power. It will be repeatedly heated by the peak portion of P. For example, if the rotation cycle of the heating member 21 is 0.5 seconds (rotation frequency R = 2 Hz) and the change cycle of the input power P is 0.5 seconds (change frequency F = 2 Hz), the heating member The specific heated portion on 21 is repeatedly heated by the input power P every 0.5 seconds.

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。 As understood from the above contents, when the change cycle of the input power P matches the rotation cycle of the heating member 21 (in other words, when the change frequency F of the input power P matches the rotation frequency R of the heating member 21). Compared to the case where this is not the case, the temperature T (molecule of gain G) of a specific heated portion becomes higher. In other words, when the rotation of the heating member 21 and the change in the input power P resonate, the temperature T of the specific heated portion becomes higher. As a result, the gain G takes a maximum value at a point (resonance point) where the rotation frequency R of the heating member 21 becomes equal to the change frequency F. For future reference, the frequency at the resonance point (rotation frequency R = change frequency F) is referred to as resonance frequency RF.

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。 The resonance frequency RF is substantially equal to the rotation frequency of the heating member 21. Since the reciprocal of the frequency is the period, the reciprocal of the resonance frequency RF (resonance period RP) is substantially equal to the rotation period of the heating member 21. Therefore, if the resonance frequency RF is obtained, the rotation period of the heating member 21 can be obtained.

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。 As described above (particularly as shown in FIG. 4), a new sensor can be obtained by changing the change period (change frequency F) of the input power P to the heat generating unit 23 over a plurality of values to obtain the resonance frequency RF. It is possible to capture the fluctuation of the rotation cycle of the heating member 21 without adding it.

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。 As described above, as the pressurizing member 22 deteriorates, the outer diameter of the pressurizing member 22 decreases, so that the linear velocity of the heating member 21 decreases and the rotation cycle increases. Since the rotation frequency decreases as the rotation cycle increases, deterioration of the pressurizing member 22 can be diagnosed by detecting a decrease in the resonance frequency RF (= rotation frequency R). In other words, the resonance frequency RF is a value that reflects the deterioration of the pressurizing member 22.

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。 Further, as described above, as the pressurizing member 22 deteriorates, the linear velocity decreases, and eventually the conveying speed of the sheet S decreases. Then, when the progress of deterioration becomes remarkable, the possibility that the quality of the printed image deteriorates and the rubber member such as the elastic layer 22B breaks increases. Therefore, in order to realize stable operation of the fixing device 7, the drive speed is corrected so as to compensate for the reduced transport speed if the deterioration progresses lightly, and if the deterioration progresses significantly, the user is notified. It is preferable to raise an alert.

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。 The configuration and operation of the control device 100 used for diagnosing the deteriorated state of the pressurizing member 22 and dealing with the deterioration will be specifically described below.

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。
6. Control device FIG. 5 is a diagram showing an electrical configuration of the control device 100. The control device 100 is composed of a CPU and the like, and is connected to a storage device 104 including a ROM, a RAM, and the like. Further, the control device 100 is connected to each part of the image forming device 1 such as the fixing device 7 (particularly, the heat generating unit 23, the temperature sensor 24, and the drive motor 28) and the display unit 102. The control device 100 controls each unit connected to the control device 100 based on the control program and the control data stored in the storage device 104. More specifically, it is as follows.

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。 The control device 100 includes a power control unit 110, a gain calculation unit 112, a resonance parameter calculation unit 114, a drive speed correction unit 116, and an alert unit 118. The power control unit 110, the gain calculation unit 112, and the resonance parameter calculation unit 114 are components of the deterioration diagnosis unit 120, and the drive speed correction unit 116 and the alert unit 118 are components of the deterioration coping unit 122.

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。 The power control unit 110 controls so that the input power P applied to the heat generating unit 23 (heating device) changes periodically based on each of the plurality of change frequencies F. The values of the plurality of change frequencies F are stored in the storage device 104. The gain calculation unit 112 calculates the gain G, which is the ratio (T / P) of the detected temperature T of the temperature sensor 24 to the power input P to the heat generating unit 23 for each of the plurality of change frequencies F. The resonance parameter calculation unit 114 calculates the resonance frequency RF, which is a value reflecting the deterioration of the pressurizing member 22, based on the plurality of gains G calculated by the gain calculation unit 112. The drive speed correction unit 116 corrects the drive speed of the drive motor 28 based on the calculated resonance frequency RF so as to compensate for the transfer speed of the seat S that has decreased due to the deterioration of the pressurizing member 22. The alert unit 118 generates an alert when the degree of deterioration of the pressurizing member 22 exceeds the threshold value.

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。 FIG. 6 is a flowchart of deterioration diagnosis processing and deterioration coping processing by the control device 100. When the deterioration diagnosis process is started, the deterioration diagnosis unit 120 selects one from the plurality of change frequencies F stored in the storage device 104 (step S50). In selecting the change frequency F, the deterioration diagnosis unit 120 may select in ascending order of frequency, in descending order of frequency, or randomly select frequencies that have not yet been selected. Alternatively, the frequencies may be selected in a predetermined order stored in the storage device 104.

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)。 Next, the power control unit 110 executes control so that the input power P to the heat generating unit 23 changes according to the change frequency F (that is, the change cycle 1 / F) selected by the deterioration diagnosis unit 120 (step S52). ..

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)。 In a state where the input power P to the heating unit 23 changes periodically according to the change frequency F, the gain calculation unit 112 receives the detection signal D from the temperature sensor 24 and acquires the detection temperature T of the heating member 21. Then, the gain (T / P), which is the ratio of the detected temperature T to the input power P, is calculated (step S54).

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。 When the calculation of the gain G corresponding to the current change frequency F in step S54 is completed, the deterioration diagnosis unit 120 has completed the calculation of the gain G for all of the plurality of change frequencies F for which the gain is calculated. (Step S56). If the calculation is not completed (step S56: NO), the deterioration diagnosis unit 120 executes steps S50 to S54 again. On the other hand, when the calculation is completed (step S56: YES), the deterioration diagnosis unit 120 advances the process to step S58.

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。 The resonance parameter calculation unit 114 calculates the resonance frequency RF based on the plurality of gains G (step S58). More specifically, the resonance parameter calculation unit 114 specifies the maximum value of the gain G based on the calculated plurality of gains G, and stores the change frequency F corresponding to the specified maximum value as the resonance frequency RF. Store in 104.

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。 When the deterioration diagnosis process of steps S50 to S58 is completed, the deterioration coping unit 122 executes the deterioration coping process. When the resonance frequency RF calculated in step S58 exceeds the threshold value Th (step S60: YES), the deterioration coping unit 122 can deal with the deterioration of the pressurizing member 22 by correction, and thus performs the correction processing in step S62. move on. On the other hand, when the resonance frequency RF is equal to or less than the threshold value Th (step S60: NO), the pressure member 22 is significantly deteriorated, so the process proceeds to the alert process in step S64.

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。 In step S60, "the resonance frequency RF exceeds the threshold value Th" corresponds to "the degree of deterioration of the pressure member 22 is below the threshold value (the pressure member 22 has not reached the end of its life)". "The resonance frequency RF is equal to or less than the threshold value Th" corresponds to "the degree of deterioration of the pressurizing member 22 is equal to or greater than the threshold value (the pressurizing member 22 has reached the end of its life)".

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)。 In step S62, the drive speed correction unit 116 corrects the drive speed of the drive motor 28 (drive device) so as to compensate for the transfer speed of the seat S that has decreased due to the deterioration of the pressurizing member 22. More specifically, the drive speed correction unit 116 of the drive motor 28 so that the resonance frequency RF approaches the value at the start of operation of the fixing device 7 (more preferably, the value at the start of operation). Control the drive speed. By the above control, the linear velocity of the pressurizing member 22 approaches the value at the start of operation of the fixing device 7 (more preferably, it becomes the value at the start of operation).

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。 In step S64, the alert unit 118 generates an alert. More specifically, the alert unit 118 transmits an alert signal to the display unit 102 that supports the display of a message indicating that the pressurizing member 22 has reached the replacement time. The display unit 102 displays a message indicating the above alert on the display. Further, the alert unit 118 may transmit an alert signal to a maintenance system existing on the network to which the image forming apparatus 1 is connected, instead of or in addition to transmitting the signal to the display unit 102. Good.

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。 The above deterioration diagnosis process and deterioration coping process may be executed in conjunction with the calibration process executed every time a predetermined number of sheets (for example, 10,000 sheets) are printed, or may be executed in conjunction with the service person (operator). May be executed based on the instruction signal issued by operating the display unit 102.

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。
7. Effect of the present embodiment In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment described above, the control device 100 (deterioration diagnosis unit 120) diagnoses the deteriorated state of the pressurizing member 22 of the fixing device 7. That is, the control device 100 calculates the resonance frequency RF, which is a parameter that reflects the deterioration of the pressurizing member 22. With the above configuration, the resonance frequency RF can be calculated without providing a new sensor. Therefore, it is cost-effective for calculation.

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。 Further, according to the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the drive speed correction unit 116 compensates for the transfer speed of the sheet S lowered due to the deterioration of the pressurizing member 22 based on the calculated resonance frequency RF. The drive speed of the drive motor 28 is corrected. According to the above configuration, the influence of deterioration of the pressurizing member 22 (decrease in the linear velocity of the pressurizing member 22) is compensated by the correction of the driving speed, so that a more stable fixing operation is realized.

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。 Further, according to the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the alert unit 118 generates an alert when the degree of deterioration of the pressurizing member 22 indicated by the resonance frequency RF is equal to or greater than the threshold value. According to the above configuration, the life of the pressurizing member 22 appropriately calculated by the resonance frequency RF is transmitted to the user of the image forming apparatus 1.

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。 Further, according to the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the resonance frequency RF is calculated for each predetermined number of printed sheets. According to the above configuration, the resonance frequency RF is calculated periodically and automatically, that is, the degree of deterioration is diagnosed, so that the deterioration of the pressurizing member 22 is suppressed from being overlooked.

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。 Further, according to the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the calculation of the resonance frequency RF is executed based on the instruction from the operator. According to the above configuration, the resonance frequency RF can be calculated, that is, the degree of deterioration can be diagnosed at an arbitrary timing, so that maintenance of deterioration of the pressurizing member 22 becomes easy.

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。
8. Modification Example In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the resonance frequency RF is calculated as a resonance parameter, but another value, for example, the resonance period RP described above may be calculated as a resonance parameter. That is, an arbitrary value indicating the frequency characteristic of the heating member 21 can be adopted as the resonance parameter. As described above, the deterioration of the pressurizing member 22 can also be diagnosed by detecting the increase in the resonance period RP.

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。 In the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the control device 100 includes both the drive speed correction unit 116 and the alert unit 118, but a configuration in which the control device 100 includes only one of them can be adopted. ..

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。 Further, in the image forming apparatus 1 according to the present embodiment, the heat generating unit 23 is adopted as the heat source, but instead of this, a heat source such as a halogen heater or a carbon heater may be provided inside the fixing belt 21A. Regarding the control of the heat source, the configuration of the present embodiment can be applied as it is.

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。 Further, in the description of the present embodiment, as an example, a case where the present invention is applied to a monochrome printing multifunction device (image forming apparatus 1) is shown, but the present invention is not limited to this, for example, a color printing multifunction device, a single function. The present invention may be applied to a printer, a copier, a facsimile, or the like.

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。 The description of the above embodiment shows one aspect of the image forming apparatus according to the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment.

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)
1 Image forming device 7 Fixing device 21 Heating member 22 Pressurizing member 23 Heat generation unit (heating device)
24 Temperature sensor (Temperature detector)
28 Drive motor (drive device)
100 Control device 102 Display unit 110 Power control unit 112 Gain calculation unit 114 Resonance parameter calculation unit 116 Drive speed correction unit 118 Alert unit N Fixing nip (pressurized area)
S sheet (medium)

Claims (5)

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。
A heating member that heats the toner on the medium while rotating,
A pressure member that presses against the heating member while rotating to form a pressure region and pressurizes the toner on the medium that passes through the pressure region.
A heating device that heats the heating member with the input power,
A temperature detection device that detects the temperature of the heating member, and
A power control unit that periodically changes the input power based on each of the change frequencies corresponding to the cycle in which the input power changes, and a gain that is the ratio of the temperature to the input power for each of the plurality of the change frequencies. An image forming apparatus comprising: a gain calculating unit for calculating a frequency, and a control device having a resonance parameter calculating unit for calculating a resonance parameter reflecting deterioration of the pressurizing member based on the plurality of gains.
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。
The control device is
Based on the calculated resonance parameter, a drive speed correction unit that corrects the drive speed of the drive device that drives the pressurizing member so as to compensate for the transport speed of the medium that has decreased due to deterioration of the pressurizing member. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising.
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。
The control device is
The image forming apparatus according to claim 1 or 2, further comprising an alert unit that generates an alert when the degree of deterioration of the pressurizing member indicated by the resonance parameter is equal to or greater than a threshold value.
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。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the resonance parameter calculation unit calculates the resonance parameter for each predetermined number of printed sheets. 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。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the resonance parameter calculation unit executes calculation of the resonance parameter based on an instruction from the operator.
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