JP2002082570A - 定着装置及びその定着装置を有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対向ローラと加熱ローラとに定着ベルトを巻
き掛け、その定着ベルトを介して、対向ローラに加圧ロ
ーラを圧接させ、ヒータによって定着ベルトと加圧ロー
ラをトナー像の定着に適した目標温度に加熱し、定着ベ
ルトと加圧ローラを回転させながら、定着ベルトと加圧
ローラの間に記録材を通し、その記録材上のトナー像を
熱と圧力の作用で定着する定着装置において、定着装置
の立上げ時に、定着ベルトと加圧ローラが所定の目標温
度となるまでの待機時間を短縮する。 【解決手段】 定着装置４の立上げ時に、定着ベルト１
５を、その目標温度よりも高い立上げ温度まで上昇させ
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、定着部材と、該定
着部材を加熱する加熱手段と、前記定着部材に圧接する
加圧部材と、前記定着部材の温度を検知する温度検知手
段とを具備し、該温度検知手段の検知結果に基づいて、
前記定着部材の温度がトナー像の定着に適した目標温度
となるように、前記加熱手段への通電を制御しながら、
回転する前記定着部材と前記加圧部材の間に、定着すべ
きトナー像を担持した記録材を、そのトナー像が前記定
着部材に接する向きにして通過させ、熱と圧力の作用に
より該トナー像を前記記録材に定着する定着装置と、そ
の定着装置を有する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機、プリンタ、ファクシミリ、
或いはその少なくとも２つの機能を備えた複合機などと
して構成される画像形成装置に上記形式の定着装置を採
用することは従来より公知である。この種の定着装置に
おいては、画像形成装置の電源オンに伴う定着装置の加
熱手段への通電開始時から、定着部材が安定状態でほぼ
目標温度に維持されるようになるまでの定着装置の立上
げ時に、定着部材を加熱し、その温度が目標温度となっ
たことが検知されたとき、トナー像の定着動作を開始す
る前に、定着部材と加圧部材をプレ回転させ、これらの
部材の温度を均一化させている。加圧部材を加熱する加
熱手段を設けたときは、定着装置の立上げ時に、この加
熱手段によって加圧部材も加熱し、定着部材の温度がト
ナー像の定着に適した目標温度となったとき、その定着
部材と加圧部材のプレ回転を開始する。

【０００３】上述のプレ回転が開始されるとき、定着部
材の温度よりも加圧部材の温度の方が低いため、定着部
材の熱が加圧部材に大量に奪われ、定着部材の温度は再
び目標温度よりも大きく低下する。そこで、プレ回転開
始後も、加熱手段によって定着部材を加熱し続け、加圧
部材用の加熱手段が設けられているときは、この加熱手
段により加圧部材も加熱し、定着部材と加圧部材の温度
が共に目標温度以上となったことが検知されたとき、定
着装置の立上げを完了したものとしている。

【０００４】ところが、上述のように定着装置の立上げ
時に定着部材の温度を制御すると、その立上げに要する
時間、すなわち待機時間が長くなり、ユーザに多大な不
便をかける欠点を免れない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、立上げ時の待機時間を簡単な構成によって短縮でき
る冒頭に記載した形式の定着装置を提供することにあ
る。

【０００６】本発明の第２の目的は、上記定着装置を具
備する画像形成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記第１の目
的を達成するため、冒頭に記載した形式の定着装置にお
いて、該定着装置の立上げ時に、前記定着部材の温度が
前記目標温度よりも高い立上げ温度となるように、前記
加熱手段への通電を行うと共に、前記定着部材の温度が
該立上げ温度に達したことが前記温度検知手段によって
検知されたとき、前記定着部材と前記加圧部材がプレ回
転を開始するように、該定着部材と該加圧部材の回転を
制御することを特徴とする前記定着装置を提案する（請
求項１）。

【０００８】その際、前記定着部材と前記加圧部材がプ
レ回転を開始した後も、前記加熱手段への通電を継続す
るように、該加熱手段を制御すると有利である（請求項
２）。

【０００９】また、上記請求項２に記載の定着装置にお
いて、前記立上げ温度は、前記目標温度よりも３０℃以
上高い温度であると有利である（請求項３）。

【００１０】さらに、上記請求項1乃至3のいずれかに記
載の定着装置において、前記定着部材を加熱する前記加
熱手段を第1の加熱手段とすると共に、前記加圧部材を
加熱する第2の加熱手段を設け、前記第1の加熱手段と、
前記第2の加熱手段との電力の配分割合が、前記第1の加
熱手段の方が高く設定されていると有利である（請求項
４）。

【００１１】また、上記請求項４に記載の定着装置にお
いて、前記定着部材の温度を検知する前記温度検知手段
を第1の温度検知手段とすると共に、前記加圧部材の温
度を検知する第2の温度検知手段を設け、前記プレ回転
の開始後であって、前記定着部材と前記加圧部材の温度
が共にトナー像の定着に適したそれぞれの目標温度以上
の温度となったことが検知された後に、前記第2の温度
検知手段によって、前記加圧部材の温度が、その切換温
度になったことが検知されたとき、前記定着部材の設定
温度を、前記立上げ温度から、前記トナー像の定着に適
した前記目標温度に切り換え、該定着部材の温度がその
目標温度となるように、前記第1の加熱手段への通電を
制御すると有利である（請求項５）。

【００１２】さらに、上記請求項５に記載の定着装置に
おいて、前記プレ回転の開始後であって、前記定着部材
と前記加圧部材の温度が共にそれぞれの目標温度以上の
温度となったことが検知された後に、前記加圧部材の温
度が前記切換温度となったことが前記第2の温度検知手
段によって検知されたとき、該加圧部材の設定温度を前
記切換温度から、トナー像の定着に適した前記目標温度
に切り換え、該加圧部材の温度がその目標温度となるよ
うに、第2の加熱手段への通電を制御すると有利である
（請求項６）。

【００１３】また、上記請求項5又は6に記載の定着装置
において、前記定着部材と前記加圧部材の温度が共にそ
れぞれの目標温度以上の温度となったことが検知され、
次いで前記定着部材の設定温度がその目標温度に切り換
えられる時点まで、前記第2の加熱手段への通電を継続
すると有利である（請求項７）。

【００１４】さらに、上記請求項５乃至７のいずれかに
記載の定着装置において、前記定着部材と前記加圧部材
の温度が共にそれぞれの目標温度以上の温度となったこ
とが検知され、次いで前記定着部材の設定温度がその目
標温度に切り換えられる時点まで、前記第１の加熱手段
への通電を継続すると有利である（請求項８）。

【００１５】また、上記請求項５乃至８のいずれかに記
載の定着装置において、前記切換温度は、前記定着部材
の目標温度以上の温度であると有利である（請求項
９）。

【００１６】さらに、上記請求項５乃至８のいずれかに
記載の定着装置において、前記切換温度は、前記加圧部
材の目標温度以上の温度であると有利である（請求項１
０）。

【００１７】また、本発明は、上記第２の目的を達成す
るため、請求項１乃至１０のいずれかに記載の定着装置
と、該定着装置により定着されるトナー像を記録材に形
成する作像手段とを具備することを特徴とする画像形成
装置を提案する（請求項１１）。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を説明
し、併せて前述の従来の欠点を図面に即してより具体的
に明らかにする。

【００１９】図１は画像形成装置の概略を示す垂直断面
図であり、その画像形成装置本体１内には、記録材にト
ナー像を形成する作像手段２と、その作像手段に記録材
を給送する給送手段３と、記録材上に形成されたトナー
像を定着する定着装置４とを有している。先ず、作像手
段２の概要を明らかにする。

【００２０】ここに例示した作像手段２は、像担持体の
一例であるドラム状の感光体５を有し、この感光体５が
時計方向に回転するとき、帯電装置６により感光体表面
が所定の極性に帯電される。その帯電面に、露光装置の
一例であるレーザ書き込みユニット７から出射する光変
調されたレーザビームＬが照射され、これによって感光
体表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装
置８によってトナー像として可視像化され、そのトナー
像は、給送手段３により給送された記録材上に、転写装
置９の作用により転写される。トナー像転写後の感光体
表面に付着する転写残トナーはクリーニング装置１０に
より除去される。

【００２１】給送手段３は、例えばシート状の転写紙又
は樹脂シートなどから成る記録材Ｐを収容したカセット
１１を有し、給送ローラ１２の回転によって、最上位の
記録材Ｐがカセット１１から送り出され、その送り出さ
れた記録材はレジストローラ対１３の回転によって、感
光体５と転写装置９との間の転写部に給送され、ここ
で、前述のように感光体５上のトナー像が記録材上に転
写される。

【００２２】トナー像を転写された記録材は、引き続き
定着装置４を通り、このとき、後述するように記録材上
のトナー像が定着される。定着装置４を通過した記録材
は、機外のトレイ１４上に排出される。

【００２３】図２は図1に示した定着装置４の拡大断面
図である。ここに示した定着装置４は、定着部材の一例
である無端状の定着ベルト１５と、その定着部材に圧接
する加圧部材の一例である円筒状の加圧ローラ１６と、
この加圧ローラ１６に対向して位置する円筒状の対向ロ
ーラ１７と、加熱ローラ１８とを有していて、定着ベル
ト１５は加熱ローラ１８と対向ローラ１７とに巻き掛け
られている。加熱ローラ１８も円筒状に形成され、その
内部には、定着ベルト１５より成る定着部材を加熱する
加熱手段としての用をなすヒータ１９が設けられてい
る。加熱ローラ１８に巻き付いた定着ベルト部分の外表
面には、サーミスタ２０が当接し、そのサーミスタ２０
は、定着ベルト１５の幅方向中央部に配置されている。
かかるサーミスタ２０は、定着部材の温度を検知する温
度検知手段の一例を構成する。定着ベルト１５は、ヒー
タ１９により加熱された加熱ローラ１８から熱を伝えら
れて加熱される。加熱ローラ１８は、定着ベルト１５に
張力を付与するテンションローラとしての用もなす。

【００２４】ここで、定着部材を加熱する上述の加熱手
段を第１の加熱手段と称することにすると、定着装置４
には、この第1の加熱手段のほかに、加圧部材を加熱す
る第２の加熱手段が設けられている。この第２の加熱手
段も適宜な形態で構成できるが、図示した例では、加圧
ローラ１６の内部に配置されたヒータ２１によって第２
の加熱手段が構成されている。以降、定着ベルト１５を
加熱するヒータ１９を第１ヒータと称し、加圧ローラ１
６を加熱するヒータ２１を第２ヒータと称することにす
る。第ヒータ１９及び第２ヒータ２１としては、例えば
ハロゲンヒータを用いることができる。

【００２５】また、定着部材の温度を検知する前述の温
度検知手段を第１の温度検知手段と称することにする
と、定着装置４には、加圧部材の温度を検知する第２の
温度検知手段が設けられ、図示した例では、加圧ローラ
１６の表面に当接してその表面の温度を検知するサーミ
スタ２２によって第２の温度検知手段が構成されてい
る。以降、定着ベルト１５の表面温度を検知するサーミ
スタ２０を第１サーミスタと称し、加圧ローラ１６の表
面温度を検知するサーミスタ２２を第２サーミスタと称
することにする。

【００２６】上述のように、本例の定着装置４は、加圧
部材を加熱する第２の加熱手段と、その加圧部材の温度
を検知する第２の温度検知手段を具備しているが、この
第２の加熱手段と第２の温度検知手段、すなわち、第２
ヒータ２１と第２サーミスタ２２を省略することもでき
る。

【００２７】加圧ローラ１６は、定着ベルト１５を介し
て対向ローラ１７に圧接し、これにより、加圧ローラ１
６は、定着ベルト１５の周方向における所定の長さ範囲
に亘ってその定着ベルト１５を湾曲変形させながら、定
着ベルト１５に圧接する。

【００２８】トナー像の定着動作時に、加圧ローラ１
６、対向ローラ１７及び加熱ローラ１８のうちの少なく
とも１つが図示していない駆動装置により回動駆動され
る。図の例では加圧ローラ１６が図２における反時計方
向に駆動され、これにより定着ベルト１５が矢印Ａ方向
に従動回転し、これに伴って対向ローラ１７と加熱ロー
ラ１８が図２における時計方向にそれぞれ回転する。

【００２９】表面に未定着トナー像Ｔを担持した記録材
Ｐは、そのトナー像Ｔが定着ベルト１５に接する向きに
して、回転する定着ベルト１５と加圧ローラ１６との圧
接部、すなわちそのニップ部に矢印で示す如く搬入さ
れ、該ベルト１５と加圧ローラ１６の間を通過する。こ
のとき記録材Ｐは定着ベルト１５と加圧ローラ１６から
圧力を受け、かつその加圧ローラ１６と定着ベルト１５
から熱を付与される。このようにして、定着ベルト１５
の表面に当接する記録材Ｐ上のトナー像は、圧力と熱の
作用を受けて、記録材Ｐ上に定着される。加圧ローラ１
６の表面には、分離爪３０が当接し、定着ベルト１５と
加圧ローラ１６の間を出た記録材が加圧ローラ１６に巻
き付いたとき、分離爪３０によって、その記録材が加圧
ローラ１６から分離される。

【００３０】上述のようにトナー像の定着が行われると
き、定着ベルト１５の表面と加圧ローラ１６の表面が、
トナー像の定着に適した目標温度Ｔ１，Ｔ２となるよう
に制御される。図３はこの制御と、後述するように定着
ベルト１５と加圧ローラ１６の表面温度を制御するため
の制御手段の一例を示すブロック図である。図３におい
て、マイクロコンピュータ２３のＣＰＵ２４は、そのＣ
ＰＵ２４に接続された第１及び第２サーミスタ２０，２
２からの温度検知信号に基づいて、第１及び第２ヒータ
１９，２１のオン，オフ信号を、ドライバ２５，２６を
介して、スイッチング素子２７，２８にそれぞれ出力
し、その各スイッチング素子２７，２８により、商用交
流電源２９から、第１及び第２ヒータ１９，２１への通
電のオン，オフが制御される。

【００３１】上述のように、定着ベルト１５より成る定
着部材と加圧ローラ１６より成る加圧部材の表面温度
を、第１及び第２サーミスタ２０，２２より成る第１及
び第２の温度検知手段により検知し、その第１及び第２
の温度検知手段の検知結果に基づいて、定着部材と加圧
部材の温度が、それぞれトナー像Ｔの定着に適した目標
温度Ｔ１，Ｔ２となるように、第１及び第２ヒータ１
９，２１より成る第１及び第２の加熱手段への通電を制
御しながら、回転する定着部材と加圧部材の間に、定着
すべきトナー像Ｔを担持した記録材Ｐを、そのトナー像
が定着部材に接する向きにして通過させ、熱と圧力の作
用により、そのトナー像を記録材上に定着するのであ
る。

【００３２】上述した定着装置４の各構成要素のより具
体的な構成例を説明すると、定着ベルト１５は、例え
ば、耐熱性樹脂や金属などから構成された無端状のベル
ト基体を有し、その耐熱性樹脂としては、例えば、ポリ
イミド，ポリアミドイド，ポリエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）などが使用され、またベルト基体を構成する金属と
しては、例えば、ニッケル、アルミニウム、鉄などが使
用される。ベルト基体の熱容量を小さくするため、その
厚さは１００μｍ以下であることが望ましい。

【００３３】また定着ベルト１５の表面には、記録材Ｐ
とトナーとが加圧接触するので、その記録材やトナーが
定着ベルト１５の表面に付着しないように、当該定着ベ
ルト１５の表面が離型性を有していることが好ましく、
また定着ベルト１５が耐熱性と耐久性に優れていること
が望ましい。このため、定着ベルト１５のベルト基体の
表面には、フッ素樹脂や高離型性シリコーンゴムなどの
耐熱離型層が被覆されている。フッ素樹脂を吹き付けな
どによりベルト基体の表面に塗装し、これを加熱融着さ
せることにより、表面離型層を形成できる。また、高離
型性シリコーンゴム層のゴム硬度が２５乃至６５度（Ｊ
ＩＳ Ａ硬度計）、その厚さが１００乃至３００μｍに
設定されていると、トナー像の定着性と熱応答性を高め
ることができる。

【００３４】対向ローラ１７は、例えば、芯金と、その
外周面に設けられた断熱性弾性部材を備え、その断熱性
弾性部材は、軟質な耐熱性を有する材料、例えな発泡シ
リコーンゴムなどにより構成され、その厚さは対向ロー
ラ１７の直径の１５％乃至２０％程の大きな厚さとなっ
ている。かかる断熱性弾性部材を用いることにより、対
向ローラ１７と加圧ローラ１６とを広い面積で圧接させ
ることができ、その間を通過する記録材Ｐ上のトナーに
対して充分な量の熱を付与でき、その定着性を高めるこ
とができる。

【００３５】加圧ローラ１６は、例えば、アルミニウ
ム、ステンレス鋼、或いは炭素鋼などから成る芯金の表
面に、フッ素樹脂又は高離型シリコーンゴムなどから成
る離型層を積層したものから成る。その際、加圧ローラ
１６の離型層を、対向ローラ１７の表面よりも硬く構成
し、定着ベルト１５を介して加圧ローラ１６に圧接した
対向ローラ１７の断熱弾性部材部分を大きく圧縮変形さ
せることが好ましい。これにより、記録材Ｐを、定着ベ
ルト１５と加圧ローラ１６の間から、図２に矢印Ｂで示
すように下向きに排出させ、記録材を定着ベルト１５の
表面から離れやすくすることができる。加圧ローラ１６
の離型層の厚さを、例えば、加圧ローラ１６の直径の７
％未満とし、その硬度をＪＩＳ Ａで４０Ｈｓ以上とす
ることが好ましい。

【００３６】加熱ローラ１８は、例えば、アルミニウ
ム、炭素鋼、ステンレス鋼などの金属製の薄肉円筒体に
より構成される。

【００３７】ここで、図２に示した定着装置のより具体
的な実施例と、定着装置の従来例（比較例）を通して、
従来の定着装置の欠点と、本発明の特徴とする構成の具
体例を明らかにする。

【００３８】これらの実施例と従来例の定着装置４の加
圧ローラ１６としては、厚さ１ｍｍの鉄製中空ローラの
表面に０．３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その表
面に２０μｍのフッ素樹脂をコーティングしたものを使
用した。また、加熱ローラ１８としては、１ｍｍの厚さ
のアルミニウム製の中空ローラの表面にアルマイト処理
を施したものを用いた。さらに、定着ベルト１５として
は、厚さ４０μｍのニッケル製のベルト基体の表面に、
１５０μｍ厚さのシリコーンゴム層を形成したものを採
用した。対向ローラ１７としては、直径１８ｍｍのアル
ミニウム芯金の表面に厚さ６ｍｍのシリコーン発泡体を
形成したものを使用した。外径は、加圧ローラ１６が４
０ｍｍ、加熱ローラ１８が３０ｍｍ、対向ローラ１７が
３０ｍｍである。また、定着ベルト１５の線速は２００
ｍｍ／ｓであった。

【００３９】加熱ローラ１８内の第１ヒータ１９とし
て、７９０Ｗのハロゲンヒータを用い、加圧ローラ１６
内の第２ヒータ２１としては、４００Ｗのハロゲンヒー
タを用いた。このように、加圧部材を加熱する第２の加
熱手段を設けた場合には、定着部材を加熱する第１の加
熱手段と、第２の加熱手段との電力の配分割合を、定着
部材を加熱する第１の加熱手段の方が高くなるように設
定する。

【００４０】また図２には示していないが、定着ベルト
１５の表面の離型性を高め、その表面にトナーが付着す
ることを防止する目的で、定着ベルト１５の表面に離型
オイルを塗布するオイル塗布装置を設けた。

【００４１】上述した定着装置４により、記録材Ｐ上の
トナー像Ｔを定着するとき、定着ベルト１５の表面温度
が低すぎると定着不良が発生し、また加圧ローラ１６の
表面温度が低すぎると、トナー像に光沢むらが発生して
しまう。予備実験により、この定着装置４においては、
トナー像定着時の定着ベルト１５の表面温度が１５０℃
以上、加圧ローラ１６の表面温度が１３０℃以上であれ
ば、上述の不具合の発生を防止できることが確認され
た。そこで、この定着装置４においては、トナー像定着
時の定着ベルト１５の目標温度Ｔ１を１５０℃、加圧ロ
ーラ１６の目標温度Ｔ２を１３０℃に設定した。このよ
うに、定着ベルト１５の目標温度が加圧ローラ１６の目
標温度よりも高いので、これに合せて第１ヒータ１９の
電力を第２ヒータ２１の電力よりも高くし、限られた電
力で、その第１及び第２ヒータ１９，２１をそれぞれ効
率よく加熱できるようにするのである。

【００４２】画像形成装置の電源をオンし、これに伴っ
て第１及び第２ヒータ１９，２１への通電が開始されて
から、定着ベルト１５と加圧ローラ１６の温度が、共に
安定した状態でほぼ目標温度Ｔ１，Ｔ２に維持されるよ
うになるまでの定着装置４の立上げ時に、第１及び第２
ヒータ１９，２１への通電を制御するが、従来の定着装
置においては、先にも説明したように、定着ベルト１５
の温度が目標温度Ｔ１となった時点で、その定着ベルト
１５と加圧ローラ１６のプレ回転を開始していた。

【００４３】図８は、縦軸に定着ベルト１５と加圧ロー
ラ１６の表面温度をとり、横軸に時間をとって示した従
来の定着装置における立上げ時の例である。実線が定着
ベルト１５の表面温度を示し、破線が加圧ローラ１６の
表面温度を示している（これは、図４乃至図６において
も同じ）。

【００４４】図８から判るように、電源オン時から、第
１及び第２ヒータ１９，２１への通電を開始することに
より、定着ベルト１５と加圧ローラ１６の温度は上昇を
続け、定着ベルト１５の表面温度がその目標温度Ｔ１で
ある１５０℃になったことが第１サーミスタ２０により
検知された時（ｔ１）、それまで停止していた加圧ロー
ラ１６、対向ローラ１７、加熱ローラ１８、及び定着ベ
ルト１５がそれぞれ前述の向きに回転を開始する。加圧
ローラ１６と定着ベルト１５をプレ回転させ、これらの
温度を均一化させるのである。

【００４５】ここで、加圧ローラ１６を加熱する第２ヒ
ータ２１の電力配分の割合は、定着ベルト１５を加熱す
る第１ヒータ１９の電力配分の割合よりも低く、しか
も、この例では加圧ローラ１６は定着ベルト１５よりも
熱容量が大きいため、定着ベルト１５の温度が目標温度
Ｔ１に達した時点ｔ１での加圧ローラ１６の温度は、定
着ベルト１５の温度よりも低い。第２ヒータ２１を設け
ない時は、その傾向は一層顕著となる。このため、上述
のように定着ベルト１５と加圧ローラ１６がプレ回転を
開始すると、定着ベルト１５の熱が加圧ローラ１６の側
に大量に奪われ、図８に示したように、定着ベルト１５
の温度は急激に低下する。この後も第１及び第２ヒータ
１９，２１への通電を続けることにより、図８にｔ２で
示した時点で、定着ベルト１５がその目標温度Ｔ１であ
る１５０℃に達し、かつ加圧ローラ１６がその目標温度
Ｔ２である１３０℃以上の温度となる。これにより、定
着装置４の立上げを終了する。この状態で、定着ベルト
１５と加圧ローラ１６の間に記録材を送り込み、トナー
像の定着動作を実行することができる。

【００４６】上述のように、従来は、定着ベルト１５が
その目標温度Ｔ１に達した時点で、その定着ベルト１５
と加圧ローラ１６をプレ回転させていたのであるが、こ
のような加熱制御であると、電源オンから立上げ完了ま
での待機時間ｔ２が長くなり、図８に示した例では、こ
の待機時間が７３秒となっている。

【００４７】そこで、本例の定着装置４においては、定
着装置４の立上げ時に、定着ベルト１５の目標温度Ｔ１
よりも高い立上げ温度Ｔ０１を設定し、定着ベルト１５
の表面温度がその立上げ温度Ｔ０１に達したことが第１
サーミスタ２０により検知されたとき、定着ベルト１５
と加圧ローラ１６のプレ回転を開始させるように構成さ
れている。

【００４８】図４はその一実施例を示している。画像形
成装置の電源オンと同時に、第１及び第２ヒータ１９，
２１への通電を開始し、これによって定着ベルト１５と
加圧ローラ１６の表面温度は上昇する。このとき、加圧
ローラ１６は駆動されず、定着ベルト１５も停止したま
まである。第１サーミスタ２０により、図４にｔ１で示
した時点で定着ベルト１５の表面の温度が、その目標温
度Ｔ１よりも４０℃高い１９０℃の立上げ温度Ｔ０１に
達したことが検知され、その検知信号が図３に示したＣ
ＰＵ２４に取り込まれると、ＣＰＵ２４から出力される
モータ回転開始信号により、モータ３１が回転を開始
し、これによって加圧ローラ１６が図２における反時計
方向に回転駆動され、定着ベルト１５が矢印Ａ方向に回
転する。定着ベルト１５と加圧ローラ１６のプレ回転が
開始されるのである。図３における符号３２は、モータ
３１用のドライバを示している。

【００４９】図４に示した実施例では、定着ベルト１５
の表面温度が立上げ温度Ｔ０１（１９０℃）となったこ
とが検知されるまで、第１ヒータ１９への通電が継続し
て行われ、プレ回転の開始と同時に、定着ベルト１５の
設定温度が、トナー像の定着に適した目標温度Ｔ１に切
り換えられ、前述のように、定着ベルト１５がこの目標
温度Ｔ１（１５０℃）となるように第1ヒータ１９への
通電が制御される。加圧ローラ１６を加熱する第２ヒー
タ２１への通電は、立上げ開始時から、後述する立上げ
終了時点（ｔ２）まで継続される。

【００５０】プレ回転開始時に、前述の理由によって、
加圧ローラ１６の温度は定着ベルト１５の温度よりも低
くなっているので、プレ回転の開始により、定着ベルト
１５の熱が加圧ローラ１６に奪われ、定着ベルト１５の
表面温度は大きく低下するが、第１ヒータ１９による定
着ベルト１５への加熱制御により、定着ベルト１５の温
度は再び上昇し、その温度が目標温度Ｔ１（１５０℃）
の近傍の温度に保たれるようになる。

【００５１】一方、第２ヒータ２１による加熱作用と、
定着ベルト１５からの熱の移動によって、プレ回転開始
後も、加圧ローラ１６の温度は上昇し、第２サーミスタ
２２によって、加圧ローラ１６の表面温度が、その目標
温度Ｔ２（１３０℃）以上の温度であることが検知さ
れ、しかも、定着ベルト１５の表面温度がその目標温度
Ｔ１（１５０℃）となったことが検知された時（図４の
ｔ２の時点）、定着装置４の立上げを終了する。それ以
降、定着ベルト１５だけでなく、加圧ローラ１６の表面
温度もその目標温度Ｔ２となるように第２ヒータ２１へ
の通電が制御される。定着ベルト１５と加圧ローラ１６
の温度がそれぞれ目標温度Ｔ１,Ｔ２となるように制御
されるのである。

【００５２】定着装置の立上げ終了により、前述のトナ
ー像の定着動作を行うことができる。例えば、加圧ロー
ラ１６と定着ベルト１５のプレ回転が一旦、止められ、
次いでその加圧ローラ１６と定着ベルト１５が定着動作
のために回転を開始し、その定着ベルト１５と加圧ロー
ラ１６の間に記録材Ｐが送り込まれてトナー像の定着が
行われるか、又は定着ベルト１５や加圧ローラ１６の回
転が継続され、そのままトナー像の定着動作が実行され
る。

【００５３】上述のように、図４に示した実施例では、
定着装置の立上げ時に、定着部材の温度がその目標温度
よりも高い立上げ温度となるように、定着部材用の第１
の加熱手段への通電を行うと共に、定着部材の温度が該
立上げ温度に達したことが定着部材用の第１の温度検知
手段によって検知されたとき、定着部材と加圧部材がプ
レ回転を開始するように、定着部材と加圧部材の回転を
制御する。定着装置４の立上げ時に、定着ベルト１５の
温度を、トナー像定着時の目標温度Ｔ１よりも高い立上
げ温度Ｔ０１にまでオーバシュートさせ、それから定着
ベルト１５と加圧ローラ１６をプレ回転させるのであ
る。これにより立上げ終了までの待機時間ｔ２を従来よ
りも短縮させることができる。しかも、本例の定着装置
においては、その立上げ開始からその終了までの間、第
２ヒータ２１への通電を継続して行うので、加圧ローラ
１６の温度を早期に上昇させ、待機時間を効果的に短縮
することができる。

【００５４】表１は、立上げ温度Ｔ０１を１６０℃、１
７０℃、１８０℃及び１９０℃に設定したときの各待機
時間の実験結果を示している。表１から、立上げ時に定
着ベルトの温度をオーバシュートさせない従来の定着装
置に比べ、待機時間を数秒短縮できたことが判る。

【００５５】

【表１】

【００５６】上述したところから判るように、本例の定
着装置は、その定着装置の立上げ時に、目標温度Ｔ１よ
りも高い立上げ温度Ｔ０１を設定し、定着部材の一例で
ある定着ベルト１５の温度がその立上げ温度Ｔ０１に達
したことが第１サーミスタ２０より成る第１の温度検知
手段によって検知されたとき、定着部材と、加圧部材の
一例である加圧ローラ１６がプレ回転を開始するよう
に、該定着部材と加圧部材の回転を制御する制御手段を
具備しており、図示した例では、図３に示したＣＰＵ２
４を含むマイクロコンピュータ２３が、上記制御手段の
一例を構成している。

【００５７】上述した構成によると、従来の定着装置に
新たな要素を追加することなく、与えられた電力内で、
立上げ時の待機時間を短縮することができる。

【００５８】ところで、表１から判るように、立上げ温
度Ｔ０１が、目標温度Ｔ１よりも３０℃高い１８０℃ま
でであると、待機時間を効果的に短縮できるが、この立
上げ温度Ｔ０１を図４にも示した１９０℃に設定する
と、立上げ温度Ｔ０１が１８０℃のときよりも、待機時
間はむしろ長くなっている（立上げ温度が１８０℃のと
き、待機時間は７０秒であるのに対し、立上げ温度が１
９０℃であると、待機時間は７２秒）。その理由は、次
のように考えられる。

【００５９】図４に示した例では、定着ベルト１５の温
度が立上げ温度Ｔ０１（１９０℃）になったことが検知
された時、即座に定着ベルトの設定温度を目標温度Ｔ１
（１５０℃）に切り換えているので、その直後に、定着
ベルト１５の温度が１５０℃を越えたことが検知される
と、第１ヒータ１９への通電はオフされる。しかし、こ
の時点では加圧ローラ１６の温度はまだ低いので、第１
ヒータ１９への通電オフ後も、定着ベルト１５の熱が加
圧ローラ１６に奪われ、一度は目標温度（１５０℃）に
達した定着ベルト１５の温度が再びその目標温度Ｔ１を
下回る。図４のΔｔは、第１ヒータ１９への通電がオフ
されている時間を示している。このように、定着ベルト
１５の温度が立上げ温度Ｔ０１に達したとき、すぐにそ
の設定温度を目標温度Ｔ１に切り換えてしまうと、待機
時間が長くなる。立上げ温度Ｔ０１を１９０℃という高
い温度に設定すると、定着ベルト１５の温度が立上げ温
度Ｔ０１（１９０℃）に上昇するまでの時間も長くなる
ので、その待機時間が、表１に示されているように７２
秒という比較的長い時間となってしまうのである。

【００６０】そこで、定着装置の立上げ時に、定着ベル
ト１５より成る定着部材の温度が立上げ温度となったこ
とが検知されて、加圧ローラ１６より成る加圧部材と定
着部材がプレ回転を開始した時に、すぐに定着部材の設
定温度を目標温度Ｔ１に切り換えずに、定着部材と加圧
部材がプレ回転を開始した後も、第１ヒータ１９より成
る第１の加熱手段への通電を継続するように、該第１の
加熱手段を制御すると、待機時間をより短縮することが
できる。プレ回転開始直後も、定着ベルト１５に第１ヒ
ータ１９からの熱を与え続けることにより、定着ベルト
１５の熱が加圧ローラ１６に奪われても、定着ベルト１
５の温度が再び目標温度Ｔ１を下回らなくすることが可
能となるのである。

【００６１】図５はその実施例を示しており、この例の
場合にも、定着装置の立上げ開始と同時に第１及び第２
ヒータ１９,２１への通電が開始され、ｔ１の時点で定
着ベルト１５の温度が立上げ温度Ｔ０１（１９０℃）と
なったことが第１サーミスタ２０により検知された時、
それまで停止していた定着ローラ１５と加圧ローラ１６
のプレ回転を開始する。その際、この時点で第１ヒータ
１９への通電をオフせず、プレ回転開始後のｔ３の時点
で定着ベルト１５の設定温度を目標温度Ｔ１（１５０
℃）に切り換えると共に、加圧ローラ１６の設定温度を
その目標温度Ｔ２（１３０℃）に切り換える。立上げ開
始時からｔ３の時点まで、第１及び第２ヒータ１９，２
１への通電を継続し、それ以降、定着ベルト１５と加圧
ローラ１６の表面温度がそれぞれ目標温度Ｔ１,Ｔ２と
なるように第１及び第２ヒータ１９,２１への通電を制
御するのである。かかる構成により、図５から判るよう
に、定着ベルト１５がその目標温度Ｔ１（１５０℃）以
上の温度となり、かつ加圧ローラ１６がその目標温度Ｔ
２（１３０℃）となるまでの待機時間ｔ２は５５秒とな
り、従来よりも１８秒短縮された。

【００６２】表２は、立上げ温度Ｔ０１を１７０℃、１
８０℃、１９０℃及び２００℃にそれぞれ設定し、図５
に示したように、定着ベルト１５の温度が、その各立上
げ温度となったことが検知された後も、第１ヒータ１９
への通電を継続させたときの待機時間の実験結果を示し
ている。

【００６３】

【表２】

【００６４】表２から、立上げ温度Ｔ０１を、目標温度
Ｔ１（１５０℃）よりも３０℃以上高い温度（表２で
は、１８０℃と１９０℃と２００℃）、好ましくは４０
℃以上高い温度に設定したとき、特に待機時間を効果的
に短縮できたことを理解することができる。

【００６５】図４に示した実施例では、定着ベルト１５
の温度が立上げ温度（１９０℃）になったことが検知さ
れたとき、即座に定着ベルト１５の設定温度をトナー像
の定着に適した目標温度Ｔ１（１５０℃）に切り換え、
図５に示した実施例では、定着ベルト１５の温度が立上
げ温度Ｔ０１（１９０℃）になったことが検知された後
のｔ３の時点で定着ベルト１５と加圧ローラ１６の設定
温度をそれぞれ目標温度Ｔ１，Ｔ２に切り換えたが、そ
の目標温度への切り換えを次のように決めることができ
る。

【００６６】図示した例では、加圧ローラ１６より成る
加圧部材を加熱する第２の加熱手段の一例である第２ヒ
ータ２１と、その加圧部材の温度を検知する第２の温度
検知手段の一例である第２サーミスタ２２とを有してい
る。

【００６７】その際、後述するように加圧部材の切換温
度を予め設定し、定着部材と加圧部材のプレ回転の開始
後であって、定着部材と加圧部材の温度が共にトナー像
の定着に適したそれぞれの目標温度以上の温度となった
ことが検知された後に、第２の温度検知手段によって、
加圧部材の温度が、その切換温度になったことが検知さ
れたとき（図５のｔ３）、定着部材の設定温度を、立上
げ温度から、トナー像の定着に適した目標温度に切り換
え、該定着部材の温度がその目標温度となるように、第
１の加熱手段への通電を制御する。

【００６８】しかも定着部材と加圧部材のプレ回転の開
始後であって、定着部材と加圧部材の温度が共にそれぞ
れの目標温度以上の温度となったことが検知された後
に、加圧部材の温度が切換温度となったことが第２の温
度検知手段によって検知されたとき（図５のｔ３）、加
圧部材の設定温度を上述の切換温度から、トナー像の定
着に適した目標温度に切り換え、該加圧部材の温度がそ
の目標温度となるように、第２の加熱手段への通電を制
御する。

【００６９】ここで、上述の切換温度は、定着部材の目
標温度以上の温度とするこそが好ましい。図５に示した
例では、上記切換温度が定着ベルト１５の目標温度Ｔ１
（１５０℃）に設定されている。そして、プレ回転の開
始後に加圧ローラ１６の温度が、ｔ３の時点で、その切
換温度（１５０℃）となったことが第２サーミスタ２２
によって検知された時、前述のように、それまで第１ヒ
ータ１９によって加熱され続けていた定着ベルト１５の
設定温度が立上げ温度（１９０℃）から目標温度Ｔ１
（１５０℃）に切り換えられ、かつそれまで第２ヒータ
２１により加熱され続けていた加圧ローラ１６の設定温
度がその目標温度Ｔ２（１３０℃）に切り換えられる。
それ以降は、定着ベルト１５と加圧ローラ１６の温度が
その各目標温度Ｔ１，Ｔ２となるように、第１及び第２
ヒータ１９，２１への通電が制御される。

【００７０】上述のように加圧ローラ１６が定着ベルト
１５の目標温度（１５０℃）以上である高い切換温度と
なった時点で、定着ベルト１５と加圧ローラ１６の設定
温度を目標温度Ｔ１，Ｔ２に切り換えるので、プレ回転
開始後に、定着ベルト１５の温度の落ち込みを抑え、定
着装置の立上げに要する時間、すなわち待ち時間ｔ２を
効果的に短縮することができる。

【００７１】また、切換温度を加圧部材の目標温度以上
の温度にすることもでき、図６のその実施例を示す。図
６に示した実施例においては、電源オンと同時に第１及
び第２ヒータ１９，２１への通電を開始して、定着ベル
ト１５と加圧ローラ１６の温度を上昇させ、定着ベルト
１５の温度がｔ１の時点で立上げ温度Ｔ０１（１９０
℃）となった時、第１ヒータ１９への通電をオフせずに
定着ベルト１５を加熱し続けると共に、加圧ローラ１６
を第２ヒータ２１によって加熱し続け、かつｔ１の時点
で定着ベルト１５と加圧ローラ１６のプレ回転を開始す
る。これらの点は、図５の場合と変りはない。

【００７２】図５の例と異なるところは、定着装置４の
立上げ時に、トナー像の定着に適した加圧ローラ１６の
目標温度Ｔ２（１３０℃）以上の加圧ローラ１６の切換
温度が設定され（図６の例では、この切換温度は１３５
℃）、定着ベルト１５と加圧ローラ１６がプレ回転を開
始した後、ｔ４の時点で、加圧ローラ１６の温度が上記
切換温度（１３５℃）になったことが第２サーミスタ２
２により検知された時、それまで第１ヒータ１９によっ
て加熱され続けていた定着ベルト１５の設定温度を、立
上げ温度（１９０℃）からトナー像の定着に適した目標
温度Ｔ１（１５０℃）に切り換えると共に、それまで第
２ヒータ２１により加熱され続けていた加圧ローラ１６
の設定温度を、切換温度（１３５℃）から、その目標温
度Ｔ２（１３０℃）に切り換え、それ以降、定着ベルト
１５と加圧ローラ１６の温度が、それぞれその目標温度
Ｔ１，Ｔ２となるように、第１及び第２ヒータ１９，２
１への通電を制御する点である。この例の場合、定着ベ
ルト１５がその目標温度Ｔ１（１５０℃）となり、かつ
加圧ローラ１６がその目標温度Ｔ２（１３０℃）となる
までの待機時間ｔ２は５５秒であった。

【００７３】上述のように、定着装置の立上げ時に、ト
ナー像の定着に適した加圧部材の目標温度Ｔ２以上の切
換温度を設定すると共に、定着部材の温度がその目標温
度Ｔ１よりも高い立上げ温度Ｔ０１となったことが検知
されて、加圧部材と定着部材がプレ回転を開始した後、
加圧部材の温度が上記切換温度となったことが検知され
たとき、定着部材と加圧部材の設定温度をトナー像の定
着に適した目標温度にそれぞれ切り換えるのである。か
かる構成によって待機時間を効果的に短縮することがで
きる。

【００７４】また、図５及び図６に示した実施例では、
定着ベルト１５より成る定着部材と、加圧ローラ１６よ
り成る加圧部材の温度が、共にそれぞれの目標温度Ｔ
１，Ｔ２となったことが検知されて定着装置の立上げを
終了し（ｔ２の時点）、次いで定着部材の設定温度がそ
の目標温度に切り換えられる時点（図５の例ではｔ３、
図６の例ではｔ４）まで、第２の加熱手段である第２ヒ
ータ２１への通電を継続して加圧部材を加熱し、しかも
定着部材を加熱する第１の加熱手段への通電を継続して
定着部材を加熱している。このため、立上げ終了後から
定着部材の設定温度をその目標温度に切り換えるまでの
間に、定着部材が加熱され、かつ定着部材から加圧部材
へ移行する熱の量が少なくなり、定着部材の温度が再び
その目標温度Ｔ１よりも低い温度に落ち込むことがな
く、待機時間を効果的に短縮することができる。

【００７５】以上説明した定着装置は、定着部材が定着
ベルト１５により構成されているので、その定着ベルト
１５の熱容量を小さくすることができる。これにより、
定着装置の立上げ時に短かい時間でその定着ベルト１５
を目標温度まで上昇させることができるので、かかる定
着ベルトを有する定着装置に本発明に係る構成を採用す
ることにより、より効果的に待機時間の短縮を図ること
ができるが、本発明は、定着部材が定着ベルトより成る
定着装置以外の定着装置にも広く適用できるものであ
る。

【００７６】例えば、図７に示すように、定着部材を定
着ローラ１５Ａとして構成し、その定着ローラ１５Ａを
加熱する加熱手段の一例であるヒータ１９Ａを定着ロー
ラ１５Ａの内部に設けると共に、この定着ローラ１５Ａ
の温度を検知する温度検知手段の一例であるサーミスタ
２０Ａを設け、当該定着ローラ１５Ａに加圧ローラ１６
Ａより成る加圧部材を圧接させ、必要に応じて、その加
圧ローラ１６Ａを加熱する加熱手段の一例であるヒータ
２１Ａと、加圧ローラ１６Ａの温度を検知する温度検知
手段の一例であるサーミスタ２２Ａを設け、定着ローラ
１５Ａと加圧ローラ１６Ａを矢印方向にそれぞれ回転さ
せながら、その間にトナー像Ｔを担持した記録材Ｐを、
そのトナー像が定着ローラ１５Ａに接する向きにして通
過させ、該記録材上のトナー像Ｔを熱と圧力の作用で定
着する定着装置４Ａにも本発明を支障なく適用すること
ができる。

【００７７】また、定着部材としてフィルムを用いた定
着装置にも、本発明を支障なく適用することができる。

【００７８】さらに、上述の各形態の定着装置と、その
定着装置により定着されるトナー像を記録材に形成する
作像手段とを具備する画像形成装置の一例を図１に示し
たが、本発明は、この形式以外の画像形成装置にも広く
適用できるものである。

【００７９】

【発明の効果】請求項１乃至１０に係る各発明によれ
ば、定着装置の立上げ時に、その定着部材の目標温度よ
りも高い立上げ温度まで、当該定着部材を加熱させるよ
うに構成されているので、待機時間を効果的に短縮する
ことができる。

【００８０】請求項１１に係る発明によれば、上述した
効果を奏する画像形成装置を供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例を示す概略断面図である。

【図２】図１に示した定着装置の拡大断面図である。

【図３】定着装置の制御ブロック図である。

【図４】定着装置立上げ時の定着ベルトと加圧ローラの
温度変化の一例を示すグラフである。

【図５】定着装置立上げ時の定着ベルトと加圧ローラの
温度変化の他の例を示すグラフである。

【図６】定着装置立上げ時の定着ベルトと加圧ローラの
温度変化のさらに他の例を示すグラフである。

【図７】定着部材が定着ローラにより構成され、加圧部
材が加圧ローラにより構成された定着装置の断面図であ
る。

【図８】定着装置立上げ時の定着ベルトと加圧ローラの
温度変化の従来例を示すグラフである。

【符号の説明】

２ 作像手段 ４ 定着装置 ４Ａ 定着装置 Ｐ 記録材 Ｔ トナー像

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着部材と、該定着部材を加熱する加熱
   手段と、前記定着部材に圧接する加圧部材と、前記定着
   部材の温度を検知する温度検知手段とを具備し、該温度
   検知手段の検知結果に基づいて、前記定着部材の温度が
   トナー像の定着に適した目標温度となるように、前記加
   熱手段への通電を制御しながら、回転する前記定着部材
   と前記加圧部材の間に、定着すべきトナー像を担持した
   記録材を、そのトナー像が前記定着部材に接する向きに
   して通過させ、熱と圧力の作用により該トナー像を前記
   記録材に定着する定着装置において、 該定着装置の立上げ時に、前記定着部材の温度が前記目
   標温度よりも高い立上げ温度となるように、前記加熱手
   段への通電を行うと共に、前記定着部材の温度が該立上
   げ温度に達したことが前記温度検知手段によって検知さ
   れたとき、前記定着部材と前記加圧部材がプレ回転を開
   始するように、該定着部材と該加圧部材の回転を制御す
   ることを特徴とする前記定着装置。
2. 【請求項２】 前記定着部材と前記加圧部材がプレ回転
   を開始した後も、前記加熱手段への通電を継続するよう
   に、該加熱手段を制御する請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記立上げ温度は、前記目標温度よりも
   ３０℃以上高い温度である請求項２に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記定着部材を加熱する前記加熱手段を
   第1の加熱手段とすると共に、前記加圧部材を加熱する
   第2の加熱手段を設け、前記第1の加熱手段と、前記第2
   の加熱手段との電力の配分割合が、前記第1の加熱手段
   の方が高く設定されている請求項1乃至３のいずれかに
   記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記定着部材の温度を検知する前記温度
   検知手段を第1の温度検知手段とすると共に、前記加圧
   部材の温度を検知する第2の温度検知手段を設け、前記
   プレ回転の開始後であって、前記定着部材と前記加圧部
   材の温度が共にトナー像の定着に適したそれぞれの目標
   温度以上の温度となったことが検知された後に、前記第
   2の温度検知手段によって、前記加圧部材の温度が、そ
   の切換温度になったことが検知されたとき、前記定着部
   材の設定温度を、前記立上げ温度から、前記トナー像の
   定着に適した前記目標温度に切り換え、該定着部材の温
   度がその目標温度となるように、前記第1の加熱手段へ
   の通電を制御する請求項4に記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記プレ回転の開始後であって、前記定
   着部材と前記加圧部材の温度が共にそれぞれの目標温度
   以上の温度となったことが検知された後に、前記加圧部
   材の温度が前記切換温度となったことが前記第2の温度
   検知手段によって検知されたとき、該加圧部材の設定温
   度を前記切換温度から、トナー像の定着に適した前記目
   標温度に切り換え、該加圧部材の温度がその目標温度と
   なるように、第2の加熱手段への通電を制御する請求項5
   に記載の定着装置。
7. 【請求項７】 前記定着部材と前記加圧部材の温度が共
   にそれぞれの目標温度以上の温度となったことが検知さ
   れ、次いで前記定着部材の設定温度がその目標温度に切
   り換えられる時点まで、前記第2の加熱手段への通電を
   継続する請求項５又は６に記載の定着装置。
8. 【請求項８】 前記定着部材と前記加圧部材の温度が共
   にそれぞれの目標温度以上の温度となったことが検知さ
   れ、次いで前記定着部材の設定温度がその目標温度に切
   り換えられる時点まで、前記第１の加熱手段への通電を
   継続する請求項５乃至７のいずれかに記載の定着装置。
9. 【請求項９】 前記切換温度は、前記定着部材の目標温
   度以上の温度である請求項５乃至８のいずれかに記載の
   定着装置。
10. 【請求項１０】 前記切換温度は、前記加圧部材の目標
    温度以上の温度である請求項５乃至８のいずれかに記載
    の定着装置。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれかに記載の
    定着装置と、該定着装置により定着されるトナー像を記
    録材に形成する作像手段とを具備することを特徴とする
    画像形成装置。