JP2002040871A

JP2002040871A - 加熱装置・定着装置・画像形成装置・定着方法

Info

Publication number: JP2002040871A
Application number: JP2000229383A
Authority: JP
Inventors: Eriko Chiba; 恵里子千葉; Kazuto Kishi; 和人岸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】立ち上がりが速く高速回転可能である加熱ロ
ーラの周方向の一部領域をローラ内部より加熱する方式
の加熱装置において、局所的な昇温を防止して加熱ロー
ラの耐久性の向上、安全性の向上を図る。【解決手段】定着装置１２は、定着ローラ２８とこれ
に圧接する加圧ローラ３０を有しており、定着ローラ２
８の内部には、定着ローラ２８の周方向の一部領域を加
熱する加熱源３２が設けられている。定着ローラ２８の
温度はサーミスタ３４により検出される。予め設定され
た温度に達するまでの定着ローラ２８のウォームアップ
中に、該定着ローラ２８を回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙やフィルムなど
を通して加熱処理する加熱装置、未定着画像を熱と圧力
により記録材上に定着する定着装置、該定着装置を備え
た複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、
定着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置は、通常、樹脂や着
色料等からなるトナーを静電的に担持した記録材（用
紙、シート、ＯＨＰシート、転写材等の概念を含む。以
下、同じ。）を、互いに圧接・回転している定着ローラ
（加熱ローラ）と加圧ローラ（加圧部材）の圧接部（ニ
ップ部）で挟持搬送しながら熱と圧力を加えることなど
により、該トナー像を記録材上に溶融定着せしめる定着
装置を有している。このような定着装置に代表される加
熱装置としては、従来から、熱ローラ方式、フィルム加
熱方式等の接触加熱方式が一般に用いられている。

【０００３】このような定着装置における加熱方式とし
ては、定着ローラやフィルム等の回転体内部にハロゲン
ヒータや赤外線ヒータを保持する方式や、定着ローラの
内面に全周に亘って発熱抵抗体を貼り付ける方式等のよ
うに、回転体の周方向を同時に略均一に加熱する方式
と、フィルムやベルトの一部を発熱抵抗体に摺動させる
方式等のように、回転体の周方向の一部領域を加熱する
方式がある。いずれの方式においても、回転体表面を定
着可能な温度になるまでウォームアップを行った後、定
着動作を行うようになっている。

【０００４】一方、省電力でウォームアップ開始からグ
ロスむらや定着不良などの画像欠陥を生じることなく定
着できるようになるまでの時間を短くすることを目的と
して色々な工夫がなされている。例えば特開平１０−２
１３９８号公報においては、定着速度Ｖ１とウォームア
ップ速度Ｖ２（Ｖ１＞Ｖ２）を設定し、定着ローラが定
着可能な温度になるまでウォームアップ速度Ｖ２で定着
ローラを回転させること、定着可能な温度の判定を定着
ローラ外周の最高温度と最低温度の差で行うこと、ウォ
ームアップ中でも定着ローラ温度がトナーのガラス転移
点以下では回転を停止すること、などが提案されてい
る。また、特開平３−１０２７５号公報においては、ウ
ォームアップ後の加圧ローラの昇温が不十分であること
に起因する定着能力低下を防止し、さらに加圧ローラ温
度や転写紙温度等の状態量に応じて適切な制御を行うこ
とを目的として、ウォームアップ中に定着ローラが回転
する定着装置において、定着ローラ温度が所定値になっ
たら回転を開始すること、この所定温度を雰囲気温度、
電源オン後の累積時間、加圧ローラ温度で決めること、
ウォームアップ中のローラ回転速度を雰囲気温度、加圧
ローラ温度で決めること、さらに、これらをファジー理
論に基づき制御すること、などが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、定着ロ
ーラの表面温度を室温から定着可能な温度（定着温度）
まで立ち上げるウォームアップを行うが、回転体の周方
向を同時に略均一に加熱する方式では、回転体の周方向
に温度ムラが無いので、回転体を停止した状態でウォー
ムアップを行っても一部が局所的に高温になることはな
く、安全性や耐熱性に問題は生じない。しかしながら、
回転体全体を加熱することになるため、ウォームアップ
時間が長くなることを避けられない。

【０００６】被加熱体に対してはニップ部のみで加熱・
加圧するのであるから、定着ローラの全周のうちニップ
部近傍が定着可能な温度であればよく、それ以外の部分
が高温である必要はない。そこで、ウォームアップ時間
を短くするためには、回転体の周方向の一部領域（周方
向の一部であって、回転体の軸方向全体に亘る領域）を
加熱する方式が好ましい。しかしながら、回転体の周方
向の一部領域を加熱する方式では、一般的に加熱領域
（加熱源により加熱される領域）外で温度検知すること
が多いので、回転体を停止した状態で加熱した場合、温
度検知部が定着可能温度まで昇温する間に、加熱領域は
それ以上に加熱されてしまい、回転体に用いられる材料
の耐熱性・耐久性や用紙の焼損などの問題が生じる恐れ
がある。また、フィルムやベルトを用いた場合、寄りの
問題などから高速回転させることは困難であり、高速対
応とするには加熱ローラを用いる必要がある。

【０００７】本発明は、立ち上がりが速く高速回転可能
である加熱ローラの周方向の一部領域をローラ内部より
加熱する方式の加熱装置において、局所的な昇温を防止
して加熱ローラの耐久性の向上、安全性の向上を図るこ
とができる加熱装置の提供を、その主な目的とする。ま
た、そのような定着装置、該定着装置を備えた画像形成
装置、定着方法の提供を、その主な目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、加熱ローラと、該加熱ロ
ーラの内部に設けられ該加熱ローラの周方向の一部領域
を加熱する加熱源と、上記加熱ローラと共に被加熱体を
挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、上記加熱
ローラの表面温度を検出する温度検出手段と、上記加熱
ローラと加圧部材よりなる回転対を回転駆動する回転駆
動手段と、上記温度検出手段の検出値に基づいて上記加
熱源への電力供給を制御する給電制御手段を有する加熱
装置において、予め設定された温度に達するまでの上記
加熱ローラのウォームアップ中に、該加熱ローラを回転
させる、という構成を採っている。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
加熱装置において、予め設定された温度に達したことの
判断が、上記温度検出手段の検出値に基づいてなされ
る、という構成を採っている。

【００１０】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
加熱装置において、予め設定された温度に達したことの
判断が、上記加熱源への通電時間に基づいてなされる、
という構成を採っている。

【００１１】請求項４記載の発明では、請求項１乃至３
のうちの一つに記載の加熱装置において、上記加熱ロー
ラの回転速度を制御する速度制御手段を有し、ウォーム
アップ中における上記加熱ローラの回転速度（以下、適
宜「ウォームアップ回転速度」という。）と、ウォーム
アップ後の上記被加熱体に対する加熱動作中における上
記加熱ローラの回転速度（以下、適宜「使用回転速度」
という。）が異なる、という構成を採っている。

【００１２】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
加熱装置において、ウォームアップ回転速度が使用回転
速度より遅い、という構成を採っている。

【００１３】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
加熱装置において、ウォームアップ回転速度がウォーム
アップ中に徐々に速くなる、という構成を採っている。

【００１４】請求項７記載の発明では、請求項６記載の
加熱装置において、上記加熱源への通電開始からの時間
と、ウォームアップ回転速度との関係を予め設定し、該
設定されたテーブルに基づいてウォームアップ回転速度
を変化させる、という構成を採っている。

【００１５】請求項８記載の発明では、請求項６記載の
加熱装置において、上記温度検出手段によって検出され
る温度と、ウォームアップ回転速度との関係を予め設定
し、該設定されたテーブルに基づいてウォームアップ回
転速度を変化させる、という構成を採っている。

【００１６】請求項９記載の発明では、請求項６記載の
加熱装置において、上記加熱源への通電開始からの時間
と、ウォームアップ回転速度との関係を予め設定したプ
ログラムに基づき、計時された時間を判定してウォーム
アップ回転速度を変化させる、という構成を採ってい
る。

【００１７】請求項１０記載の発明では、請求項６記載
の加熱装置において、上記温度検出手段によって検出さ
れる温度と、ウォームアップ回転速度との関係を予め設
定したプログラムに基づき、検出された温度を判定して
ウォームアップ回転速度を変化させる、という構成を採
っている。

【００１８】請求項１１記載の発明では、請求項１乃至
１０のうちの一つに記載の加熱装置において、上記加熱
ローラの回転を開始した後、上記加熱源への通電を開始
する、という構成を採っている。

【００１９】請求項１２記載の発明では、請求項１乃至
１１のうちの一つに記載の加熱装置において、上記被加
熱体への加熱動作終了後、上記加熱源への通電を停止し
た後、上記加熱ローラを少なくとも１回転させた後、回
転を停止させる、という構成を採っている。

【００２０】請求項１３記載の発明では、請求項１乃至
１１のうちの一つに記載の加熱装置において、上記被加
熱体への加熱動作終了後、上記加熱源への通電を停止し
た後、上記加熱ローラの表面温度がある設定温度に以下
になった後、回転を停止させる、という構成を採ってい
る。

【００２１】請求項１４記載の発明では、請求項１乃至
１３のうちの一つに記載の加熱装置において、上記給電
制御手段による上記加熱源への通電のオン／オフ間隔
が、上記加熱ローラの外周上の任意の点が加熱領域を通
過する時間より短い、という構成を採っている。

【００２２】請求項１５記載の発明では、請求項１乃至
１４のうちの一つに記載の加熱装置において、上記加熱
ローラが誘導電流により発熱する発熱層を有し、上記加
熱源が電磁誘導方式のものである、という構成を採って
いる。

【００２３】請求項１６記載の発明では、請求項１５記
載の加熱装置において、上記加熱ローラが、上記発熱層
の内側に断熱層を有している、という構成を採ってい
る。

【００２４】請求項１７記載の発明では、請求項１５記
載の加熱装置において、上記加熱ローラが、内側から外
側に向かって少なくとも断熱層、芯材、発熱層の３層構
造を有している、という構成を採っている。

【００２５】請求項１８記載の発明では、請求項１５記
載の加熱装置において、上記加熱ローラが、内側から外
側に向かって少なくとも断熱層、芯材、発熱層、離型層
の４層構造を有している、という構成を採っている。

【００２６】請求項１９記載の発明では、請求項１７又
は１８記載の加熱装置において、上記芯材が、非磁性材
料で形成されている、という構成を採っている。

【００２７】請求項２０記載の発明では、請求項１６乃
至１９のうちの一つに記載の加熱装置において、上記断
熱層が発泡体で形成されている、という構成を採ってい
る。

【００２８】請求項２１記載の発明では、請求項１乃至
２０のうちの一つに記載の加熱装置において、上記加熱
ローラの熱容量が「ある値の電力を供給される加熱源に
対し、加熱領域で吸収できる熱量が加熱領域外で放熱す
る熱量以上となる熱容量」以下、且つ、「被加熱体の加
熱に必要な熱量をニップ部で被加熱体に与えることが可
能な熱量を保持できる熱容量」以上である、という構成
を採っている。

【００２９】請求項２２記載の発明では、加熱装置によ
り未定着画像を熱と圧力により記録材上に定着する定着
装置において、上記加熱装置が請求項１乃至２１のうち
の一つに記載のものである、という構成を採っている。

【００３０】請求項２３記載の発明では、未定着画像を
熱と圧力により記録材上に定着する定着装置を有する画
像形成装置において、上記定着装置として、請求項１乃
至２１のうちの一つに記載の加熱装置を用いる、という
構成を採っている。

【００３１】請求項２４記載の発明では、加熱ローラの
周方向の一部領域を外側から加熱し、該加熱ローラとこ
れに圧接する加圧部材のニップ部に未定着画像を担持し
た記録材を通して定着を行う定着方法において、予め設
定された温度に達するまでの上記加熱ローラのウォーム
アップ中に、該加熱ローラを回転させる、という手順を
採っている。

【００３２】請求項２５記載の発明では、請求項２４記
載の定着方法において、ウォームアップ回転速度を使用
回転速度より遅くする、という構成を採っている。

【００３３】請求項２６記載の発明では、請求項２５記
載の定着方法において、ウォームアップ回転速度をウォ
ームアップ中に徐々に速くする、という構成を採ってい
る。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図に
基づいて説明する。まず、図３に基づいて、本実施形態
に係る画像形成装置の一例としてのプリンタ２の全体構
成の概要を説明する。プリンタ２は、給紙手段４と、レ
ジストローラ対６と、像担持体としての感光体ドラム８
と、転写手段１０と、外部加熱方式の定着装置１２等を
有している。給紙手段４は、記録材としての用紙Ｐが積
載状態で収容される給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４
に収容された用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離
して送り出す給紙コロ１６等を有している。給紙コロ１
６によって送り出された用紙Ｐはレジストローラ対６で
一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム
８の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体ド
ラム８上に形成されたトナー像の先端と用紙Ｐの搬送方
向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジスト
ローラ対６により転写部位Ｎへ送られる。

【００３５】感光体ドラム８の周りには、矢印で示す回
転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１８と、図示
しない露光手段の一部を構成するミラー２０と、現像ロ
ーラ２２ａを備えた現像手段２２と、転写手段１０と、
クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング手段
２４等が配置されている。帯電ローラ１８と現像手段２
２の間において、ミラー２０を介して感光体ドラム８上
の露光部２６に露光光Ｌｂが照射され、走査されるよう
になっている。

【００３６】プリンタ２における画像形成動作は従来と
同様に行われる。すなわち、感光体ドラム８が回転を始
めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により
均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光
部２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静
電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム８の
回転により現像手段２２へ移動し、ここでトナーが供給
されて可視像化され、トナー像が形成される。感光体ド
ラム８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで
転写部位Ｎに進入してきた用紙Ｐ上に転写手段１０によ
る転写バイアス印加により転写される。

【００３７】トナー像を担持した用紙Ｐは定着装置１２
へ向けて搬送され、定着装置１２で定着された後、図示
しない排紙トレイへ排出・スタックされる。転写部位Ｎ
で転写されずに感光体ドラム８上に残った残留トナー
は、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニング手段２
４に至り、このクリーニング手段２４を通過する間にク
リーニングブレード２４ａにより掻き落とされて清掃さ
れる。その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しな
い除電手段により除去され、次の作像工程に備えられ
る。

【００３８】定着装置１２は、図１に示すように、加熱
ローラとしての定着ローラ２８と、該定着ローラ２８の
内部に設けられ該定着ローラ２８の周方向の一部領域を
加熱する加熱源３２と、定着ローラ２８と共に被加熱体
としての用紙Ｐを挟持搬送するニップ部ＮＡを形成する
加圧部材としての加圧ローラ３０と、定着ローラ２８の
表面温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ３
４と、定着ローラ２８から用紙Ｐを分離する分離爪３７
と、定着ローラ２８と加圧ローラ３０よりなる回転対を
回転駆動する回転駆動手段としての定着ローラ駆動モー
タ３５（図２）と、サーミスタ３４の検出値に基づいて
加熱源３２への電力供給（通電）を制御する給電制御手
段としての制御手段３６（図２）を有している。

【００３９】定着ローラ２８は、芯金２８ａと、該芯金
２８ａの外周面に形成された離型層２８ｂを有してい
る。芯金２８ａとしては、厚さが０．３〜５ｍｍの鉄や
アルミニウム等の金属製筒体を用いることができ、材質
や厚さは立ち上がり時間やニップ部ＮＡを形成するため
の加圧力を考慮して適宜選定される。離型層２８ｂとし
ては、厚さが１０〜５０μｍのＰＴＦＥやＰＦＡなどを
用いることができる。このような離型層２８ｂの耐熱性
は、通常３００℃程度である。加熱源３２は、定着ロー
ラ２８の内部に図示しない保持部材により保持されたハ
ロゲンランプ３２ａと、該ハロゲンランプ３２ａの光を
定着ローラ２８の一部領域を加熱するように反射する反
射鏡３２ｂを有している。

【００４０】加圧ローラ３０は、芯金３０ａと、該芯金
３０ａの外周面に形成された弾性層３０ｂを有してい
る。芯金３０ａは定着ローラ２８の芯金２８ａと同様の
材質で形成されている。弾性層３０ｂは、シリコーンゴ
ムやフッ素ゴム等で形成することができる。加圧ローラ
３０は図示しない加圧機構により定着ローラ２８に対し
てその軸方向と直交する方向に加圧されており、これに
よって定着に必要なニップ部ＮＡが形成されている。定
着ローラ駆動モータ３５により定着ローラ２８が回転駆
動され、加圧ローラ３０は従動回転する。定着ローラ２
８を加圧ローラ３０に対して圧接する構成としてもよ
く、また、加圧ローラ３０を駆動して定着ローラ２８を
従動回転させる構成としてもよい。

【００４１】未定着のトナー画像を担持した用紙Ｐは、
図示しない搬送ガイドによりニップ部ＮＡへ搬送され、
加熱源３２によりローラ表面が定着可能温度（例えば１
８０℃）まで加熱された定着ローラ２８と加圧ローラ３
０により挟持搬送され、加熱・加圧されることでトナー
画像を定着される。分離爪３７は、定着ローラ２８の表
面に当接又は接近して配置され、ニップ部ＮＡを通過し
た用紙Ｐは分離爪３７により定着ローラ２８から剥離さ
れて排出される。定着ローラ２８の表面温度はサーミス
タ３４によりモニターされ、制御手段３６により加熱源
３２への供給電力が制御され、ニップ部ＮＡで定着可能
な温度となるように制御される。サーミスタ３４の位置
は、図１に示した位置に限定されるものではない。

【００４２】本実施形態における制御手段３６は、プリ
ンタ２のメインコントローラが兼ねており、ＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマ
イクロコンピュータである。また、本実施形態では制御
手段３６は定着ローラ２８の回転速度を制御する速度制
御手段としても機能する。図２に示すように、制御手段
３６による加熱源３２への電力供給の制御は、電源３８
を介してなされる。また、定着ローラ駆動モータ３５の
制御は、モータドライバ４０を介してなされる。

【００４３】図４に、ウォームアップ中と加熱動作中
（定着中）における定着ローラ２８の温度上昇の一例を
示す。サーミスタ３４が検出する温度が、予め設定され
た定着可能温度に達するまで、加熱源３２に電力を供給
してウォームアップを行うが、本実施形態のように、定
着ローラ２８の周方向の一部のみを定着ローラ２８の内
部から加熱する方式の場合、定着ローラ２８を停止した
状態であると、定着ローラ２８の周方向に温度ムラが生
じ、温度検出場所に比べて加熱領域ではかなりの高温と
なり、定着ムラとなるばかりなく、定着ローラ２８の離
型層２８ｂを形成するＰＴＦＥなどの耐熱温度以上とな
る可能性がある。また、場合によっては用紙Ｐの焼損の
恐れもあり、安全とは言いがたい。

【００４４】この懸念を解消するために、本実施形態で
は、予め設定された温度に達するまでの定着ローラ２８
のウォームアップ中に、該定着ローラ２８を回転させる
制御を行う（請求項１，２２，２３，２４）。また、ハ
ロゲンランプ３２ａなどでは、ガラス管が４００℃程度
まで昇温しており、一般的な定着ローラ２８の設定温度
である１８０℃よりも高温となっている。従って、電力
供給を停止した後でも、ガラス管からの放熱により定着
ローラ２８が加熱される恐れがあり、加熱源３２への電
力供給を停止した後、定着ローラ２８の回転を即座に停
止した場合、定着ローラ２８の一部領域のみが高温とな
る可能性がある。そこで、加熱源３２への電力供給停止
後、少なくとも１回転させることで、昇温を防止する
（請求項１２，２２，２３）。

【００４５】［実施例１］図１で示した構成において、
定着ローラ２８は、外径４０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの鉄
製の中空円筒の芯金２８ａに、表面の離型性を高めるた
めに厚さ３０μｍのＰＴＦＥ層を設けた構成とした。加
圧ローラ３０は、外径が４０ｍｍのアルミニウム製の芯
金３０ａの外周に厚さ３ｍｍのシリコンゴムの弾性層３
０ｂを設けた構成とした。ニップ部ＮＡの幅は約８ｍｍ
であった。ウォームアップ中及び定着時の定着ローラ２
８の回転速度を３６０ｍｍ／ｓとし、定着可能温度（１
８０℃）まで昇温した後、トナーによる未定着画像を担
持した用紙Ｐをニップ部ＮＡへ通した。通紙終了後は、
ハロゲンランプ３２ａへの電力供給を停止した後、さら
に１０回転させて定着ローラ２８を停止させた。

【００４６】ウォームアップ時間は２０秒以内であり、
ウォームアップ中の最高温度は定着ローラ２８の構成材
料の耐熱温度以下であった。また、定着ローラ２８の温
度ムラによる多少の定着ムラは認められるが、実用上問
題ないレベルであり、トナーの定着性も良好であった。
さらに、定着ローラ２８の回転停止後の最高温度も定着
ローラ２８の構成材料の耐熱温度以下であり、用紙Ｐの
焼損の危険の無い安全なレベルであった。定着可能温度
（予め設定された温度）に達したことの判断は、サーミ
スタ３４の検出値に基づいて行ってもよく（請求項２，
２２，２３）、加熱源３２への通電時間に基づいて行っ
てもよい（請求項３，２２，２３）。

【００４７】［比較例１］実施例１において、ウォーム
アップ中に定着ローラ２８を回転させなかった以外は実
施例１と同様に行ったところ、サーミスタ３４による定
着ローラ２８の表面温度が定着可能温度になったとき、
加熱領域部分の定着ローラ２８の表面温度は、定着ロー
ラ２８の構成材料の耐熱温度以上となった。

【００４８】次に、他の実施形態を説明する。定着装置
１２の構成は上記実施形態と同様であるので、図示及び
説明は省略する（以下の他の実施形態において同じ）。
まず、本実施形態における指針を説明する。ウォームア
ップ中の定着ローラ２８の回転速度が速いほど、加圧ロ
ーラ３０を含む周囲への放熱量が増加し、ウォームアッ
プ時間が長くなる。従って、ウォームアップ中と定着中
を同じ回転速度に設定した場合、立ち上がりを速くする
べく回転速度を遅く設定すると、高速に定着ができず、
一方、高速に定着をするべく回転速度を速く設定する
と、立ち上がりが遅くなる。このように、ウォームアッ
プ中と定着中の最適速度は異なるので、ウォームアップ
中と定着中の設定速度を変えることが望ましい（請求項
４，２２，２３）。

【００４９】上述のように、ウォームアップの回転速度
が速いほどウォームアップ時間が長くなるので、定着中
よりウォームアップ中の回転速度を遅く設定すること
で、ウォームアップ時間を短くすることができる（請求
項５，２２，２３，２５）。また、定着ローラ２８を回
転した後で加熱源３２への電力供給を行うようにすれ
ば、局所的昇温を確実に防止することができる（請求項
１１，２２，２３）。また、定着ローラ２８の温度が一
定温度以下であることを確認した上で定着ローラ２８の
回転を停止させれば、定着後の局所的昇温を確実に防止
することができる（請求項１３，２２，２３）。

【００５０】加熱源３２への電力供給のＯＮ／ＯＦＦの
間隔が、定着ローラ２８の外周上の任意の点が加熱領域
を通過する時間より長い場合、定着ローラ２８が１回転
する間に全く加熱されない領域が生じ、加熱された領域
との間の温度差が大きくなり、周方向に温度ムラが生じ
る。加熱源３２への電力供給のＯＮ／ＯＦＦの間隔が、
定着ローラ２８の外周上の任意の点が加熱領域を通過す
る時間より短ければ、定着ローラ２８の外周上の各点は
１回転する間に必ずＯＮ状態の加熱領域を通過するの
で、周方向の温度ムラを少なくできる（請求項１４，２
２，２３）。制御方法としては、交流電流の半波毎にＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御を行うことなどで可能である。

【００５１】［実施例２］実施例１において、ウォーム
アップ中の定着ローラ２８の回転速度を５０ｍｍ／ｓと
し、定着ローラ２８が回転を開始した後、ハロゲンラン
プ３２ａへの電力供給を開始した。定着可能温度まで昇
温した後、定着時の回転速度３６０ｍｍ／ｓとした。定
着時のハロゲンランプ３２ａへの電力供給のＯＮ／ＯＦ
Ｆの間隔は、定着ローラ２８の外周上の任意の点が加熱
領域を通過する時間より短くなるように制御した。ま
た、定着終了後は、ハロゲンランプ３２ａへの電力供給
を停止した後、定着ローラ２８の温度が１００℃以下に
なってから定着ローラ２８の回転を停止させた。一度定
着可能温度になるまで昇温するのに７秒、それから定着
時の速度にしたことにより温度が不安定となった。安定
化するのに４秒かかったので、トータルのウォームアッ
プ時間は１１秒であった。ウォームアップ中の最高温度
は定着ローラ２８の構成材料の耐熱温度以下であった。
また、定着ローラ２８の温度ムラによる定着ムラもな
く、トナーの定着性も良好であった。さらに、定着ロー
ラ２８の回転停止後の最高温度も定着ローラ２８の構成
材料の耐熱温度以下であり、用紙Ｐの焼損の無い安全な
レベルであった。

【００５２】定着ローラ２８のウォームアップ中の回転
速度を定着中の回転速度よりも遅くする実施形態におけ
る制御動作を図５のフローチャートに基づいて説明す
る。但し、ウォームアップ時の定着ローラ２８の回転速
度をＶw 、定着時の回転速度をＶu 、予め設定した定着
ローラ２８の速度切り替え温度をＴ１、定着可能温度を
Ｔstとする。例えばプリンタ２のメインスイッチがオン
されると、制御手段３６は定着ローラ駆動モータ３５を
制御して定着ローラ２８を定着時よりも遅い回転速度Ｖ
w で回転させる（Ｓ１）。定着ローラ２８を回転させた
後、加熱源３２への通電を開始し（Ｓ２）、その後、サ
ーミスタ３４によって検出された定着ローラ２８の温度
Ｔが予め設定した定着ローラ２８の速度切り替え温度Ｔ
１を超えたかどうかをチェックする（Ｓ３）。超えたら
定着ローラ２８を定着時の回転速度Ｖu で回転させる
（Ｓ４）。その後、定着ローラ２８の温度Ｔが定着可能
温度Ｔstを超えたかどうかをチェックし（Ｓ５）、超え
た場合には立ち上がり完了となる。

【００５３】上記実施形態では、予め設定した定着ロー
ラ２８の速度切り替え温度Ｔ１に基づく制御であった
が、予め設定された速度切り替え時間通電する方式とす
ることもできる。この例を図６のフローチャートに基づ
いて説明する。但し、ウォームアップ時の定着ローラ２
８の回転速度をＶw 、定着時の回転速度をＶu 、予め設
定した速度切り替え通電時間をＡsn、定着可能温度をＴ
stとする。本実施形態においては、図７に示すように、
制御手段３６はタイマ４２を管理し、該タイマ４２によ
って計時された時間に基づいて制御する。例えばプリン
タ２のメインスイッチがオンされると、制御手段３６は
定着ローラ駆動モータ３５を制御して定着ローラ２８を
定着時よりも遅い回転速度Ｖw で回転させる（Ｓ１）。
定着ローラ２８を回転させた後、加熱源３２への通電を
開始するとともに（Ｓ２）、タイマ４２を動作させる。
その後、通電開始からの経過時間Ａが予め設定した速度
切り替え通電時間Ａsnを超えたかどうかをチェックし
（Ｓ３）、超えたら定着ローラ２８を定着時の回転速度
をＶu で回転させる（Ｓ４）。その後、定着ローラ２８
の温度Ｔが定着可能温度Ｔstを超えたかどうかをチェッ
クし（Ｓ５）、超えたら立ち上がり完了となる。

【００５４】本発明者らの実験により、ウォームアップ
中の回転速度と定着中の回転速度の差が大きい場合、回
転速度を切り替えたときに加熱領域での定着ローラ２８
の吸熱量が大きく変化し、温度が安定し難いことが確認
されている。従って、ウォームアップ中の回転速度を徐
々に速くして、定着中の回転速度に近づけることが望ま
しい（請求項６，２２，２３，２６）。この考えに基づ
く実施形態を表１に基づいて説明する。

【００５５】

【表１】

【００５６】表１に示すように、加熱源３２への通電開
始からの時間と、ウォームアップ回転速度との関係を予
め設定し、該設定されたテーブルに基づいてウォームア
ップ回転速度を変化させるものである（請求項７，２
２，２３）。具体的には、定着時の定着ローラ２８の回
転速度を３６０ｍｍ／ｓとし、３段階に変更する。通電
開始からの時間が５秒未満の場合には、定着ローラ２８
の回転速度を５０ｍｍ／ｓとし、５秒以上８秒未満の場
合には２００ｍｍ／ｓとする。８秒以上の場合には、定
着時の回転速度である３６０ｍｍ／ｓとする。

【００５７】定着ローラ２８の温度に基づいて回転速度
を徐々に速くするようにしてもよい。この実施形態を表
２に基づいて説明する。

【００５８】

【表２】

【００５９】表２に示すように、サーミスタ３４によっ
て検出される温度と、ウォームアップ回転速度との関係
を予め設定し、該設定されたテーブルに基づいてウォー
ムアップ回転速度を変化させるものである（請求項８，
２２，２３）。具体的には、定着時の定着ローラ２８の
回転速度を３６０ｍｍ／ｓ、定着可能温度を１８０℃と
して、３段階に変更する。サーミスタ３４によって検知
（検出と同義）された定着ローラ２８の温度が１４０℃
未満の場合には、定着ローラ２８の回転速度を５０ｍｍ
／ｓとし、１４０℃以上１６０℃未満の場合には２００
ｍｍ／ｓとする。１６０℃以上になったら、定着時の回
転速度である３６０ｍｍ／ｓとする。

【００６０】サーミスタ３４によって検出される温度
と、ウォームアップ回転速度との関係を予め設定したプ
ログラムに基づき、検出された温度を判定してウォーム
アップ回転速度を変化させるようにするようにしてもよ
い（請求項１０，２２，２３）。この考えに基づく実施
形態を、図８のフローチャートに基づいて説明する。本
実施形態では、図５及び図６に示したようなブロック図
を予めプログラムに組み、コンピュータ（制御手段３
６）により制御する。図８において、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３
はウォームアップ時の回転速度、Ｖu は定着時の回転速
度、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は予め設定した速度切り替え温
度、Ｔstは定着可能温度である。また、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ
３＜Ｖu 、Ｔst＞Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係にある。

【００６１】例えばプリンタ２のメインスイッチがオン
されると、制御手段３６は定着ローラ駆動モータ３５を
制御して定着ローラ２８を定着時よりも遅い回転速度Ｖ
１で回転させる（Ｓ１）。定着ローラ２８を回転させた
後、加熱源３２への通電を開始し（Ｓ２）、その後、サ
ーミスタ３４により検出された定着ローラ２８の温度Ｔ
が速度切り替え温度（Ｔst−Ｔ１）を超えたかどうかを
チェックする（Ｓ３）。超えたら定着ローラ２８を回転
速度Ｖ２で回転させる（Ｓ４）。その後、定着ローラ２
８の温度Ｔが速度切り替え温度（Ｔst−Ｔ２）を超えた
かどうかをチェックし（Ｓ５）、超えたら定着ローラ２
８を回転速度Ｖ３で回転させる（Ｓ６）。その後、定着
ローラ２８の温度Ｔが速度切り替え温度（Ｔst−Ｔ３）
を超えたかどうかをチェックし（Ｓ７）、超えたら定着
ローラ２８を定着時の回転速度Ｖu で回転させる（Ｓ
８）。その後、定着ローラ２８の温度Ｔが定着可能温度
をＴstを超えたかどうかをチェックし（Ｓ９）、超えた
ら立ち上がり完了となる。

【００６２】加熱源３２への通電開始からの時間と、ウ
ォームアップ回転速度との関係を予め設定したプログラ
ムに基づき、計時された時間を判定してウォームアップ
回転速度を変化させるようにしてもよい（請求項９，２
２，２３）。

【００６３】図９は、加熱源３２の変形例を示している
（加圧ローラ３０等は省略）。上記各実施形態では、加
熱源３２を、ハロゲンランプ３２ａの光を反射鏡３２ｂ
で反射させる構成としたが、本実施形態における加熱源
４４は、抵抗発熱体４４ａを有する面状ヒータとしての
セラミックヒータである。図１０は加熱源３２の他の変
形例を示している（加圧ローラ３０等は省略）。本実施
形態における加熱源４７は、小径のローラ４５と、該小
径のローラ４５に内蔵されたハロゲンランプ４６を有し
ている。小径のローラ４５を定着ローラ２８の内周面に
接触させて回転させ、定着ローラ２８の周方向の一部領
域を内部から加熱する。ハロゲンランプ４６を赤外線ラ
ンプとしてもよい。このような加熱源の変形構成におい
ても、ウォームアップ中に定着ローラ２８を回転させる
等の各制御動作は上記と同様である。

【００６４】図１１及び図１２は、加熱源が電磁誘導方
式の場合の実施形態を示している（加圧ローラ３０等は
省略）。本実施形態における加熱源４８は、定着ローラ
５４の内周面に沿って配設された断面コ字状のコイル保
持体５０と、該コイル保持体５０に巻回された導線から
なる誘導コイル５２を有している。コイル保持体５０は
図示しない支持板に支持されている。また、本実施形態
における定着ローラ５４は、内側から外側に向かって順
に、断熱層５４ａ、芯材としての芯金５４ｂ、発熱層５
４ｃ、離型層５４ｄの４層構造を有している（請求項１
５，１６，１８，２２，２３）。誘導コイル５２は、定
着ローラ５４の軸方向に沿って延び、両端部で折り返さ
れる巻回方式となっている。

【００６５】誘導コイル５２を定着ローラの内部に設け
るタイプにおいては、発熱層５４ｃの昇温により誘導コ
イル５２自体が加熱され、加熱効率が低下する。また、
芯金５４ｂに金属を用いた場合には、電磁誘導により芯
金５４ｂが発熱する可能性がある。これらの熱影響を抑
制するために、本実施形態では誘導コイル５２に一番近
い側に断熱層５４ａを設けている。

【００６６】芯金５４ｂとしては、厚さ０．３〜５ｍｍ
の鉄やアルミニウム等の金属、あるいはポリイミドやポ
リエーテルエーテルケトン等の耐熱性樹脂を用いること
ができる。芯金５４ｂの材質や厚さは、立ち上がり時間
やニップ部ＮＡを形成するための加圧力を考慮して選ば
れ、立ち上がり時間を短くするためには、熱伝導率は低
い方が好ましい。発熱層５４ｃからの内側への熱移動を
抑制できるからである。離型層５４ｄとしては、厚さ１
０〜５０μｍのＰＴＦＥやＰＦＡなどを用いることがで
きる。これらの材質の耐熱性は、通常３００℃程度であ
る。

【００６７】発熱層５４ｃとしては、厚さ１０〜１００
μｍのニッケル、コバルト、鉄、フェライト、パーマロ
イ、ＳＵＳ４３０などの磁性金属を用いることができ
る。発熱層５４ｃ自体が離型性を有する場合には３層構
造としてもよい（請求項１７，２２，２３）。断熱層５
４ｂの材料としては、シリコンゴム、フッ素ゴムなどの
弾性体、発泡シリコンゴム、発泡フッ素ゴムなどの発泡
状の弾性体、パーライト、バーミキュライト、泡ガラス
などの発泡・多孔質材料、ロックウール、グラスウー
ル、炭素質繊維などの繊維質材料などを用いることがで
きる（請求項２０，２２，２３）。断熱層５４ａの厚さ
は、断熱性と誘導コイル５２と発熱層５４ｃの距離の兼
ね合いで決められる。断熱層５４ａの厚さが薄すぎると
断熱性が不十分となり、厚すぎると発熱層５４ｃと誘導
コイル５２の距離が離れるために加熱効率が低下する。

【００６８】誘導コイル５２には、１０ｋ〜１Ｍ［Ｈz
］の交流電流が印加され、該交流電流に誘導された磁
界が定着ローラ５４の発熱層５４ｃに渦電流を流し、ジ
ュール熱を発生させる。この発熱を増加させるために
は、機械的精度の許す限り該誘導コイル５２を定着ロー
ラ５４の内周面と接触させずに、近づけて配置するのが
よい。芯金５４ｂを非磁性材料で形成し、芯金５４ｂの
発熱による影響を抑制してもよい（請求項１９）。ま
た、材質によっては断熱層５４ａが芯金５４ｂの形状保
持機能を兼ねる構成としてもよい。加圧ローラ３０は、
芯金３０ａの外周に厚さ２〜３ｍｍのシリコンゴムの弾
性層３０ｂを設けている。

【００６９】電磁誘導加熱方式においては、ハロゲンラ
ンプ３２ａなどと比較して、加熱源としての昇温時間が
短いので、局所的に高温になり易い。従って、特に、停
止状態での加熱は問題が生じ易い。発熱層５４ｃの内側
に断熱層５４ａを設けることで、定着ローラ５４内側へ
の放熱を抑えることができ、よりウォームアップ時間を
短くすることができる。定着ローラ５４の熱容量が「あ
る値の電力を供給される加熱源に対し、加熱領域で吸収
できる熱量が加熱領域外で放熱する熱量以上となる熱容
量」より大きいと、ある固定の供給電力に対し、加熱領
域での温度上昇不足となり、連続通紙をした場合、徐々
に定着ローラ５４が温度低下し、定着可能温度を下回る
恐れがある。

【００７０】また、定着ローラ５４が被加熱体（紙とト
ナー）へ与えることのできる熱量は、定着ローラ５４の
熱容量と温度差（ニップ前の温度−ニップ後の温度）で
決まるが、定着ローラ５４は周囲温度より低くなること
はなく、耐熱性や安全性の問題から表面温度を２５０℃
以上とすることはできず、温度差には上限がある。一
方、被加熱体の加熱に必要な熱量も被加熱体の材質から
決まる。従って、定着ローラ５４の熱容量には下限が存
在する。「被加熱体の加熱に必要な熱量をニップ領域内
で被加熱体に与えることが可能な熱量を保持できる熱容
量」より小さいと、定着ローラ５４の保持している熱量
を全て被加熱体に与えても、十分な定着ができなくな
る。従って、定着ローラ５４の熱容量は「ある値の電力
を供給される加熱源に対し、加熱領域で吸収できる熱量
が加熱領域外で放熱する熱量以上となる熱容量」以下、
且つ、「被加熱体の加熱に必要な熱量をニップ部で被加
熱体に与えることが可能な熱量を保持できる熱容量」以
上であるのが望ましい（請求項２１，２２，２３）。

【００７１】［実施例３］図１１で示した構成におい
て、定着ローラ５４は、外径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのポ
リエーテルエーテルケトン製の中空円筒の芯金５４ｂの
内側に、厚さ３ｍｍの発泡シリコンゴム製の断熱層５４
ａ、芯金５４ｂの外側に厚さ８０μｍのニッケル製の発
熱層５４ｃ、さらに表面の離型性を高めるために厚さ３
０μｍのＰＴＦＥからなる離型層５４ｄを順次設けた構
成とした。加圧ローラ３０は外径が５０ｍｍであり、ア
ルミニウム製の芯金３０ａの外周に厚さ３ｍｍのシリコ
ンゴムの弾性層３０ｂを設けた構成とした。ニップ部Ｎ
Ａは約７ｍｍであった。ウォームアップ中の回転速度を
１００ｍｍ／ｓとし、定着可能温度より１０℃低い温度
まで昇温した後、定着時の定着ローラ５４の回転速度を
３００ｍｍ／ｓとして定着可能温度まで昇温し、トナー
による未定着画像を担持した用紙Ｐをニップ部ＮＡへ通
紙した。通紙終了後は、加熱源４８への電力供給を停止
した後、定着ローラ５４の温度が１００℃以下になるの
を待って定着ローラ５４を停止させた。ウォームアップ
時間は１０秒以内と短くでき、ウォームアップ中の最高
温度は定着ローラ５４の構成材料の耐熱温度以下であっ
た。また、定着ローラ５４の温度ムラもなく、良好な定
着状態であった。さらに定着ローラ５４の回転停止後の
最高温度も１００℃以下であるため、安全である。

【００７２】［実施例４］実施例３において、ウォーム
アップ中の定着ローラ５４の回転速度を５０，２００，
３６０ｍｍ／ｓと徐々に速くし、定着可能温度まで昇温
した後、通紙時の回転速度を３６０ｍｍ／ｓとして、ト
ナーによる未定着画像を付着させた用紙Ｐをニップ部Ｎ
Ａへ通紙した。通紙終了後は、加熱源４８への電力供給
を停止した後、定着ローラ５４の温度が１００℃以下に
なるのを待って定着ローラ５４を停止させた。ウォーム
アップ時間は１０秒以内と短くでき、ウォームアップ中
の最高温度は定着ローラ５４の構成材料の耐熱温度以下
であった。また、定着ローラ５４の温度ムラもなく、良
好な定着状態であった。さらに、定着ローラ５４の回転
停止後の最高温度も１００℃以下であるため、安全であ
る。

【００７３】本実施形態においても、テーブル制御やプ
ログラム制御等の既述の各種の制御を同様に行うことが
できる。また、誘導コイル５２の巻き方は図１１に示し
たものに限らず、誘導コイル５２が定着ローラ５４の内
部に配置されればよい。

【００７４】次に、ウォームアップ中に定着ローラ２
８，５４の回転速度を多段階に立ち上げる場合の最適な
立ち上げ方の方向性を、図１３のグラフに基づいて説明
する。図１３は、最初の８秒間の回転速度を２０ｍｍ／
ｓ、次の２秒間の回転速度を５０ｍｍ／ｓ、その後の回
転速度を３６０ｍｍ／ｓとし、２００℃で温度制御がか
かるようにした場合のシミュレーショングラフである
（線Ａ）。線Ｂは、最初から最後まで３６０ｍｍ／ｓの
回転速度で立ち上げた場合である。

【００７５】図１３から明らかなように、線Ａの方が昇
温が速くなっている。従って、できるだけ低速回転の時
間を長くして、設定温度付近で定着時の回転速度にする
のがよい。

【００７６】上記各実施形態では加熱装置の一例として
の定着装置及びこれを備えた画像形成装置を示したが、
例えば、画像を担持した転写紙を加熱して表面性（つや
等）を改質する装置、仮定着を行う装置、シート状物を
給紙して乾燥処理・ラミネート処理する装置等の加熱装
置としても同様に実施することができる。

【００７７】

【発明の効果】請求項１，２，３，２２，２３又は２４
記載の発明によれば、予め設定された温度に達するまで
の加熱ローラのウォームアップ中に、該加熱ローラを回
転させることとしたので、立ち上がりが速く高速回転可
能である加熱ローラの周方向の一部領域をローラ内部よ
り加熱する方式の加熱装置において、局所的な昇温を防
止して加熱ローラの耐久性の向上、安全性の向上を図る
ことができる。

【００７８】請求項４，２２又は２３記載の発明によれ
ば、ウォームアップ回転速度と使用回転速度が異なる構
成としたので、ウォームアップ中と、被加熱体への加熱
動作中、それぞれに適切な回転速度とすることができ
る。

【００７９】請求項５，２２，２３又は２５記載の発明
によれば、ウォームアップ回転速度を使用回転速度より
遅くしたので、ウォームアップ時間を短くすることがで
きる。

【００８０】請求項６，２２，２３又は２６記載の発明
によれば、ウォームアップ回転速度がウォームアップ中
に徐々に速くなる構成としたので、温度の安定性を得な
がらウォームアップ時間を短くすることができる。

【００８１】請求項７，２２又は２３記載の発明によれ
ば、加熱源への通電開始からの時間と、ウォームアップ
回転速度との関係を予め設定し、該設定されたテーブル
に基づいてウォームアップ回転速度を変化させるように
したので、加熱ローラの温度の安定性を得ながらウォー
ムアップ時間を短くすることができる。

【００８２】請求項８，２２又は２３記載の発明によれ
ば、温度検出手段によって検出される温度と、ウォーム
アップ回転速度との関係を予め設定し、該設定されたテ
ーブルに基づいてウォームアップ回転速度を変化させる
ようにしたので、加熱ローラの温度の安定性を得ながら
ウォームアップ時間を短くすることができる。

【００８３】請求項９，２２又は２３記載の発明によれ
ば、加熱源への通電開始からの時間と、ウォームアップ
回転速度との関係を予め設定したプログラムに基づき、
計時された時間を判定してウォームアップ回転速度を変
化させるようにしたので、加熱ローラの温度の安定性を
得ながらウォームアップ時間を短くすることができる。

【００８４】請求項１０，２２又は２３記載の発明によ
れば、温度検出手段によって検出される温度と、ウォー
ムアップ回転速度との関係を予め設定したプログラムに
基づき、検出された温度を判定してウォームアップ回転
速度を変化させるようにしたので、加熱ローラの温度の
安定性を得ながらウォームアップ時間を短くすることが
できる。

【００８５】請求項１１，２２又は２３記載の発明によ
れば、加熱ローラの回転を開始した後、加熱源への通電
を開始するようにしたので、局所的昇温を確実に防止す
ることができる。

【００８６】請求項１２，２２又は２３記載の発明によ
れば、被加熱体への加熱動作終了後、加熱源への通電を
停止した後、加熱ローラを少なくとも１回転させた後、
回転を停止させる構成としたので、通電停止後の加熱ロ
ーラの局所的昇温による不具合を防止することができ、
耐久性、安全性を高めることができる。

【００８７】請求項１３，２２又は２３記載の発明によ
れば、被加熱体への加熱動作終了後、加熱源への通電を
停止した後、加熱ローラの表面温度がある設定温度に以
下になった後、回転を停止させる構成としたので、通電
停止後の加熱ローラの局所的昇温による不具合を確実に
防止することができ、耐久性、安全性を高めることがで
きる。

【００８８】請求項１４，２２又は２３記載の発明によ
れば、給電制御手段による加熱源への通電のオン／オフ
間隔が、加熱ローラの外周上の任意の点が加熱領域を通
過する時間より短い構成としたので、加熱ローラの周方
向の温度ムラを抑制でき、安定した加熱機能を得ること
ができる。

【００８９】請求項１５，２２又は２３記載の発明によ
れば、加熱ローラが誘導電流により発熱する発熱層を有
し、加熱源が電磁誘導方式のものである構成としたの
で、昇温時間を短くでき、よってウォームアップ時間を
短くできる。

【００９０】請求項１６，２２又は２３記載の発明によ
れば、加熱ローラが発熱層の内側に断熱層を有している
構成としたので、加熱ローラ内方への熱の移動を抑制で
き、ウォームアップ時間を短くできる。

【００９１】請求項１７，２２又は２３記載の発明によ
れば、加熱ローラが、内側から外側に向かって少なくと
も断熱層、芯材、発熱層の３層構造を有している構成と
したので、加熱ローラ内方への熱の移動を抑制できると
ともに加熱源の昇温を抑制でき、ウォームアップ時間を
短くできる。

【００９２】請求項１８，２２又は２３記載の発明によ
れば、加熱ローラが、内側から外側に向かって少なくと
も断熱層、芯材、発熱層、離型層の４層構造を有してい
る構成としたので、加熱ローラ内方への熱の移動を抑制
できるとともに加熱源の昇温を抑制でき、ウォームアッ
プ時間を短くできる。

【００９３】請求項１９，２２又は２３記載の発明によ
れば、芯材が非磁性材料で形成されている構成としたの
で、芯材の発熱を抑制でき、これによって加熱源の昇温
を抑制できるので、ウォームアップ時間を短くできる。

【００９４】請求項２０，２２又は２３記載の発明によ
れば、断熱層が発泡体で形成されている構成としたの
で、加熱ローラ内方への熱の移動を一掃抑制でき、ウォ
ームアップ時間をより短くできる。

【００９５】請求項２１，２２又は２３記載の発明によ
れば、加熱ローラの熱容量が「ある値の電力を供給され
る加熱源に対し、加熱領域で吸収できる熱量が加熱領域
外で放熱する熱量以上となる熱容量」以下、且つ、「被
加熱体の加熱に必要な熱量をニップ部で被加熱体に与え
ることが可能な熱量を保持できる熱容量」以上である構
成としたので、安定した加熱を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置の概要断面
図である。

【図２】制御ブロック図である。

【図３】上記定着装置を有する画像形成装置としてのプ
リンタの概要正面図である。

【図４】ウォームアップ中と定着中における定着ローラ
の温度上昇を示すグラフである。

【図５】予め設定された温度になるまで通電する実施形
態のフローチャートである。

【図６】予め設定された時間通電する実施形態のフロー
チャートである。

【図７】他の実施形態における制御ブロック図である。

【図８】他の実施形態におけるフローチャートである。

【図９】加熱源の変形例を示す要部断面図である。

【図１０】加熱源の他の変形例を示す要部断面図であ
る。

【図１１】加熱源が電磁誘導方式の場合の実施形態にお
ける要部断面図である。

【図１２】図１１で示した例における定着ローラの縦断
面図である。

【図１３】ウォームアップ回転速度を多段階に分けて立
ち上げる場合の最適方向性を得るための実験グラフであ
る。

【符号の説明】

２８，５４加熱ローラとしての定着ローラ３０加圧部材としての加圧ローラ３２，４４，４８加熱源３４温度検出手段としてのサーミスタ３５回転駆動手段としての定着ローラ駆動モータ３６給電制御手段、速度制御手段としての制御手段ＮＡニップ部Ｐ被加熱体としての用紙

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱ローラと、該加熱ローラの内部に設け
られ該加熱ローラの周方向の一部領域を加熱する加熱源
と、上記加熱ローラと共に被加熱体を挟持搬送するニッ
プ部を形成する加圧部材と、上記加熱ローラの表面温度
を検出する温度検出手段と、上記加熱ローラと加圧部材
よりなる回転対を回転駆動する回転駆動手段と、上記温
度検出手段の検出値に基づいて上記加熱源への電力供給
を制御する給電制御手段を有する加熱装置において、予め設定された温度に達するまでの上記加熱ローラのウ
ォームアップ中に、該加熱ローラを回転させることを特
徴とする加熱装置。
【請求項２】請求項１記載の加熱装置において、予め設定された温度に達したことの判断が、上記温度検
出手段の検出値に基づいてなされることを特徴とする加
熱装置。
【請求項３】請求項１記載の加熱装置において、予め設定された温度に達したことの判断が、上記加熱源
への通電時間に基づいてなされることを特徴とする加熱
装置。
【請求項４】請求項１乃至３のうちの一つに記載の加熱
装置において、上記加熱ローラの回転速度を制御する速度制御手段を有
し、ウォームアップ中における上記加熱ローラの回転速
度（以下、「ウォームアップ回転速度」という。）と、
ウォームアップ後の上記被加熱体に対する加熱動作中に
おける上記加熱ローラの回転速度（以下、「使用回転速
度」という。）が異なることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】請求項４記載の加熱装置において、ウォームアップ回転速度が使用回転速度より遅いことを
特徴とする加熱装置。
【請求項６】請求項５記載の加熱装置において、ウォームアップ回転速度がウォームアップ中に徐々に速
くなることを特徴とする加熱装置。
【請求項７】請求項６記載の加熱装置において、上記加熱源への通電開始からの時間と、ウォームアップ
回転速度との関係を予め設定し、該設定されたテーブル
に基づいてウォームアップ回転速度を変化させることを
特徴とする加熱装置。
【請求項８】請求項６記載の加熱装置において、上記温度検出手段によって検出される温度と、ウォーム
アップ回転速度との関係を予め設定し、該設定されたテ
ーブルに基づいてウォームアップ回転速度を変化させる
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項９】請求項６記載の加熱装置において、上記加熱源への通電開始からの時間と、ウォームアップ
回転速度との関係を予め設定したプログラムに基づき、
計時された時間を判定してウォームアップ回転速度を変
化させることを特徴とする加熱装置。
【請求項１０】請求項６記載の加熱装置において、上記温度検出手段によって検出される温度と、ウォーム
アップ回転速度との関係を予め設定したプログラムに基
づき、検出された温度を判定してウォームアップ回転速
度を変化させることを特徴とする加熱装置。
【請求項１１】請求項１乃至１０のうちの一つに記載の
加熱装置において、上記加熱ローラの回転を開始した後、上記加熱源への通
電を開始することを特徴とする加熱装置。
【請求項１２】請求項１乃至１１のうちの一つに記載の
加熱装置において、上記被加熱体への加熱動作終了後、上記加熱源への通電
を停止した後、上記加熱ローラを少なくとも１回転させ
た後、回転を停止させることを特徴とする加熱装置。
【請求項１３】請求項１乃至１１のうちの一つに記載の
加熱装置において、上記被加熱体への加熱動作終了後、上記加熱源への通電
を停止した後、上記加熱ローラの表面温度がある設定温
度に以下になった後、回転を停止させることを特徴とす
る加熱装置。
【請求項１４】請求項１乃至１３のうちの一つに記載の
加熱装置において、上記給電制御手段による上記加熱源への通電のオン／オ
フ間隔が、上記加熱ローラの外周上の任意の点が加熱領
域を通過する時間より短いことを特徴とする加熱装置。
【請求項１５】請求項１乃至１４のうちの一つに記載の
加熱装置において、上記加熱ローラが誘導電流により発熱する発熱層を有
し、上記加熱源が電磁誘導方式のものであることを特徴
とする加熱装置。
【請求項１６】請求項１５記載の加熱装置において、上記加熱ローラが、上記発熱層の内側に断熱層を有して
いることを特徴とする加熱装置。
【請求項１７】請求項１５記載の加熱装置において、上記加熱ローラが、内側から外側に向かって少なくとも
断熱層、芯材、発熱層の３層構造を有していることを特
徴とする加熱装置。
【請求項１８】請求項１５記載の加熱装置において、上記加熱ローラが、内側から外側に向かって少なくとも
断熱層、芯材、発熱層、離型層の４層構造を有している
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項１９】請求項１７又は１８記載の加熱装置にお
いて、上記芯材が、非磁性材料で形成されていることを特徴と
する加熱装置。
【請求項２０】請求項１６乃至１９のうちの一つに記載
の加熱装置において、上記断熱層が発泡体で形成されていることを特徴とする
加熱装置。
【請求項２１】請求項１乃至２０のうちの一つに記載の
加熱装置において、上記加熱ローラの熱容量が「ある値の電力を供給される
加熱源に対し、加熱領域で吸収できる熱量が加熱領域外
で放熱する熱量以上となる熱容量」以下、且つ、「被加
熱体の加熱に必要な熱量をニップ部で被加熱体に与える
ことが可能な熱量を保持できる熱容量」以上であること
を特徴とする加熱装置。
【請求項２２】加熱装置により未定着画像を熱と圧力に
より記録材上に定着する定着装置において、上記加熱装置が請求項１乃至２１のうちの一つに記載の
ものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２３】未定着画像を熱と圧力により記録材上に
定着する定着装置を有する画像形成装置において、上記定着装置として、請求項１乃至２１のうちの一つに
記載の加熱装置を用いることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２４】加熱ローラの周方向の一部領域を外側か
ら加熱し、該加熱ローラとこれに圧接する加圧部材のニ
ップ部に未定着画像を担持した記録材を通して定着を行
う定着方法において、予め設定された温度に達するまでの上記加熱ローラのウ
ォームアップ中に、該加熱ローラを回転させることを特
徴とする定着方法。
【請求項２５】請求項２４記載の定着方法において、ウォームアップ回転速度を使用回転速度より遅くするこ
とを特徴とする定着方法。
【請求項２６】請求項２５記載の定着方法において、ウォームアップ回転速度をウォームアップ中に徐々に速
くすることを特徴とする定着方法。