JP2003084623A - 画像形成装置および定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被記録材Ｐ上に未定着トナー像ｔｎを形成する
画像形成手段と、前記被記録材上の未定着トナー像を加
熱定着処理する加熱定着手段１００を有する画像形成装
置、もしくは画像形成手段から導入される被記録材上の
未定着トナー像を加熱定着処理する定着装置１００にお
いて、加圧部材（加圧ローラ）３０の過昇温を抑制し
て、メディアスリップを防止する。 【解決手段】プリント開始時の加熱定着手段（定着装
置）の温調立上げ工程において、温調立上げ時間を予測
して、プリント信号受信後から定着処理に間に合う範囲
内で、温調立上げ開始タイミングを遅らせるように可変
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置、お
よびこれに具備される定着装置に関する。詳しくは、複
写機・プリンタ・ファックス等のように、電子写真・静
電記録・磁気記録などの適宜の画像形成プロセス手段に
より、加熱溶融性の樹脂等からなるトナーを用いて被記
録材の面に直接もしくは間接方式で未定着トナー像を形
成し、これを加熱定着手段により被記録材表面に永久固
着画像として加熱定着処理する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置において、適宜の画像形成
プロセス手段で被記録材上に形成された未定着トナー画
像を定着させる加熱手段として、熱ローラ方式の定着装
置が広く用いられている。熱ローラ方式の定着装置は、
ハロゲンヒータのような発熱手段を内包した加熱部材と
しての定着ローラと、加圧部材としての加圧ローラとを
当接させ、被記録材を搬送しながら熱と圧力をかけて未
定着トナー像を定着する。

【０００３】近年では、クイックスタートや省エネルギ
ーの観点から、フィルム加熱方式の定着装置が実用化さ
れている。フィルム加熱方式の定着装置は、発熱手段と
してのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ロー
ラとの間に、耐熱性を有する薄いフィルムを挟ませて定
着ニップを形成させたものである。フィルムと加圧ロー
ラを共に回転させることで、被記録材を搬送しながら熱
と圧力をかけて未定着トナー像を定着する。フィルム
は、定着ニップにおいてセラミックヒータにより加熱さ
れる。このセラミックヒータは、背面に設けられた温度
検知素子により温度検知がなされ、その検知結果に基づ
きセラミックヒータへの通電が制御され、温度制御が行
われる。

【０００４】上記フィルム加熱方式の定着装置では、熱
ローラ方式に比べ、加熱部材であるフィルムの熱容量が
非常に小さいため、発熱手段からの熱エネルギーを定着
プロセスに効率良く使用することができる。このため、
定着装置の昇温速度が速く、画像形成装置の電源投入か
らプリント可能状態までの待ち時間を短くすることがで
きる（クイックスタート）。また、プリント待機中に加
熱部材を予熱する必要がないため、画像形成装置の消費
電力を低く抑えることができる（省エネルギー）。

【０００５】さらに高効率なフィルム加熱方式の定着装
置として、導電性のフィルム自身を発熱させる電磁誘導
加熱方式の定着装置が提案されている。実開昭５１−１
０９７３９号公報には、電磁誘導加熱方式の定着装置と
して、交番磁場により金属フィルムに渦電流を誘導さ
せ、その金属フィルムをジュール熱で発熱させる定着装
置が開示されている。電磁誘導加熱方式では、フィルム
自身を発熱させることができるため、発熱手段からの熱
エネルギーを定着プロセスにさらに効率良く使用するこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以下に、プリント開始
時の定着装置の温調制御について説明する。

【０００７】図１７は、従来の定着装置（セラミックヒ
ータを用いたフィルム加熱方式の定着装置、あるいは電
磁誘導加熱方式・フィルム加熱方式の定着装置）におけ
るプリント開始時の定着フィルム温度と、目標温度設定
と、定着装置への被記録材到達タイミングを示した概略
図である。

【０００８】プリント待機中は温調Ｏｆｆにして予熱を
行っていないが、予熱を行っても構わない。

【０００９】画像形成装置は、プリント信号を受信後、
画像形成動作を開始する。画像形成装置は、同時に定着
装置への電力供給を開始し、定着装置を定着温度Ｔ_fに
昇温させる。そして、定着装置は、定着温度Ｔ_fを維持
し、被記録材上の未定着トナー像の定着に備える。以上
の工程をまとめて、定着装置の立上げ工程と呼ぶことに
する。

【００１０】定着装置の立上げ工程では、被記録材が通
紙されないため、発熱手段からの熱の大部分はフィルム
を介して加圧ローラの昇温に使用される。特に、定着装
置が既に暖まっている場合、目標温度までの昇温時間ｔ
_wuは短く、定着温度Ｔ_fで維持されている時間ｔ_p-ｔ_wu
が長くなるので、加圧ローラは、さらに昇温する。この
ため、間欠プリントのように、立上げ工程が繰り返され
る場合、加圧ローラが過昇温しやすい。

【００１１】また一般に、厚紙やＯＨＴフィルム等のよ
うな定着に多くの熱量を必要とする被記録材を定着する
場合、プロセス速度を低下させる。このような場合も、
立上げ工程において、画像形成動作開始から被記録材が
定着装置に到達するまでの時間ｔ_pが長くなるため、被
記録材が通紙されずに定着温度Ｔ_fで維持されている時
間ｔ_p-ｔ_wuが長くなる。このため、間欠プリント時と同
様に、加圧ローラが過昇温しやすい。

【００１２】以上に述べたように加圧ローラが過昇温し
た状態でプリントを行うと、被記録材のスリップが発生
しやすいといった問題がある。これは、加熱定着時に被
記録材中の水分が蒸発し、加圧ローラと被記録材との間
の摩擦力が低下するためである。特に、加圧ローラの温
度が高いほど、水分の蒸発量が増加するため、被記録材
のスリップが発生しやすい。さらに、加圧ローラに駆動
力を印加し、加圧ローラに従動させてフィルムを回転さ
せるフィルム加熱方式の定着装置においては、被記録材
のスリップは、より顕著に発生する。

【００１３】被記録材のスリップが発生すると、被記録
材が搬送ガイド部材に沿わなかったり、被記録材がフィ
ルムに巻き付いたりするため、ジャムが発生する問題が
あった。さらに、未定着トナー像に、安定して熱と圧を
印加することができないため、定着画像の品質を低下さ
せてしまう問題があった。

【００１４】よって、本発明の目的は、定着装置の立上
げ工程での加圧ローラの過昇温を抑制することにより、
定着装置における被記録材のスリップを防止し、被記録
材の搬送の安定化と定着画像の品質向上を図ることであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記のような
構成を特徴とする加熱装置及び画像形成装置である。

【００１６】（１）被記録材上に未定着トナー像を形成
する画像形成手段と、前記被記録材上の未定着トナー像
を加熱定着処理する加熱定着手段を有する画像形成装置
において、前記加熱定着手段の目標温度への昇温に要す
る時間を予測する昇温時間予測手段と、プリント信号受
信後における前記加熱定着手段の昇温開始タイミングを
制御する昇温開始タイミング制御手段を有し、前記昇温
開始タイミング制御手段は、前記昇温時間予測手段の予
測結果に基づき、前記加熱定着手段の昇温開始タイミン
グを決定することを特徴とする画像形成装置。

【００１７】（２）加熱定着手段の昇温開始タイミング
は、画像形成装置のプリント信号受信後から加熱定着処
理前までの間で設定可能であって、加熱定着手段が加熱
定着処理までに目標温度まで昇温できるように決定され
ることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００１８】（３）定着可能温度で温調され加熱定着処
理を行う加熱定着手段は、画像形成装置のプリント信号
受信後から加熱定着処理前までの間において、定着可能
温度よりも低い温度で温調する低温調工程もしくは加熱
定着手段を加熱しない非加熱工程を行うことを特徴とす
る（１）または（２）に記載の画像形成装置。

【００１９】（４）画像形成装置のプリント信号受信後
から加熱定着処理前までの間において、画像形成装置は
前記低温調工程もしくは前記非加熱工程を挟んで加熱定
着手段の昇温を複数回行い、このうち少なくとも最後に
行われる昇温は目標温度を定着可能温度とし加熱定着処
理に備えるものであって、少なくとも最後に行われる昇
温の昇温開始タイミングは昇温開始タイミング制御手段
により決定されることを特徴とする（３）に記載の画像
形成装置。

【００２０】（５）昇温時間予測手段は、プリント信号
受信後に加熱定着手段を一旦昇温させ、この昇温挙動よ
り、最後の昇温に要する時間を予測することを特徴とす
る（４）に記載の画像形成装置。

【００２１】（６）画像形成装置は、プリント信号受信
後に加熱定着手段を一旦定着可能温度まで昇温させるこ
とを特徴とする（５）に記載の画像形成装置。

【００２２】（７）画像形成装置はプリント信号受信後
に前記加熱定着手段を一旦定着可能温度よりも低いまで
昇温させることを特徴とする（５）に記載の画像形成装
置。

【００２３】（８）加熱定着手段は、回転可能で被記録
材を加熱せしめる回転加熱部材と、これと共にニップを
形成して被記録材を加熱加圧せしめる回転加圧部材と、
前記回転加熱部材を昇温させるための発熱手段より構成
されることを特徴とする（１）から（７）のいずれか１
項に記載の画像形成装置。

【００２４】（９）前記回転加熱部材は、円筒状フィル
ムであることを特徴とする（８）に記載の画像形成装
置。

【００２５】（１０）前記回転加熱部材は、回転加圧部
材に従動して駆動されることを特徴とする（８）または
（９）に記載の画像形成装置。

【００２６】（１１）前記回転加熱部材は導電部材を有
し、前記回転加熱部材を発熱させる発熱手段は励磁コイ
ルを含む磁場発生手段であり、前記導電部材に前記磁場
発生手段からの交番磁場を作用させて渦電流を発生させ
ることにより前記回転加熱部材を発熱させることを特徴
とする（８）から（１０）のいずれか１項に記載の画像
形成装置。

【００２７】（１２）画像形成手段から導入される被記
録材上の未定着トナー像を加熱定着処理する定着装置に
おいて、定着装置の目標温度への昇温に要する時間を予
測する昇温時間予測手段と、画像形成手段のプリント信
号受信後における定着装置の昇温開始タイミングを制御
する昇温開始タイミング制御手段を有し、前記昇温開始
タイミング制御手段は、前記昇温時間予測手段の予測結
果に基づき、定着装置の昇温開始タイミングを決定する
ことを特徴とする定着装置。

【００２８】（１３）定着装置の昇温開始タイミング
は、画像形成手段のプリント信号受信後から加熱定着処
理前までの間で設定可能であって、定着装置が加熱定着
処理までに目標温度まで昇温できるように決定されるこ
とを特徴とする（１２）に記載の定着装置。

【００２９】（１４）画像形成手段のプリント信号受信
後から加熱定着処理前までの間において、定着装置を定
着可能温度よりも低い温度で温調する低温調工程もしく
は加熱しない非加熱工程を行うことを特徴とする（１
２）または（１３）に記載の定着装置。

【００３０】（１５）画像形成手段のプリント信号受信
後から加熱定着処理前までの間において、前記低温調工
程もしくは前記非加熱工程を挟んで定着装置の昇温を複
数回行い、このうち少なくとも最後に行われる昇温は目
標温度を定着可能温度とし加熱定着処理に備えるもので
あって、少なくとも最後に行われる昇温の昇温開始タイ
ミングは昇温開始タイミング制御手段により決定される
ことを特徴とする（１４）に記載の定着装置。

【００３１】（１６）昇温時間予測手段は、プリント信
号受信後に加熱定着手段を一旦昇温させ、この昇温挙動
より、最後の昇温に要する時間を予測することを特徴と
する（１５）に記載の定着装置。

【００３２】（１７）プリント信号受信後に定着装置を
一旦定着可能温度まで昇温させることを特徴とする（１
６）に記載の定着装置。

【００３３】（１８）プリント信号受信後に定着装置を
一旦定着可能温度よりも低いまで昇温させることを特徴
とする（１６）に記載の定着装置。

【００３４】（１９）定着装置は、回転可能で被記録材
を加熱せしめる回転加熱部材と、これと共にニップを形
成して被記録材を加熱加圧せしめる回転加圧部材と、前
記回転加熱部材を昇温させるための発熱手段より構成さ
れることを特徴とする（１２）から（１８）のいずれか
１項に記載の定着装置。

【００３５】（２０）前記回転加熱部材は、円筒状フィ
ルムであることを特徴とする（１９）に記載の定着装
置。

【００３６】（２１）前記回転加熱部材は、回転加圧部
材に従動して駆動されることを特徴とする（１９）また
は（２０）に記載の定着装置。

【００３７】（２２）前記回転加熱部材は導電部材を有
し、前記回転加熱部材を発熱させる発熱手段は励磁コイ
ルを含む磁場発生手段であり、前記導電部材に前記磁場
発生手段からの交番磁場を作用させて渦電流を発生させ
ることにより前記回転加熱部材を発熱させることを特徴
とする（１９）から（２１）のいずれか１項に記載の定
着装置。

【００３８】〈作 用〉即ち、プリント開始時の加熱定
着手段（定着装置）の温度立上げ工程において、温調立
上げ時間を予測して、プリント信号受信後から定着処理
に間に合う範囲内で、温調立上げ開始タイミングを遅ら
せるように可変制御することで加圧部材の過昇温を抑制
して、被記録材のスリップを防止するものである。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態について
説明する。

【００４０】〈第１の実施例〉本発明の第１の実施例に
ついて述べる。 （１）画像形成装置 図１は画像形成装置の一例の構成概略図である。本実施
例の画像形成装置はカラーレーザプリンタである。

【００４１】１０１は有機感光体やアモルファスシリコ
ン感光体でできた感光ドラム（像担持体）であり、矢示
の反時計方向に所定の搬送速度（周速度）で回転駆動さ
れる。感光ドラム１０１はその回転過程で帯電ローラ等
の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理
を受ける。

【００４２】次いで、その帯電処理面は、レーザ光学箱
（レーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１
０３により、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。
レーザ光学箱１１０は不図示の画像読み取り装置等の画
像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタ
ル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光
１０３を出力し、感光ドラム１０１面に走査露光した目
的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１０９は
レーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光ドラム１
０１の露光位置に偏向させるミラーである。

【００４３】フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像における第１の色分解成分画像、例えばイエ
ロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、
その潜像が４色カラー現像装置１０４のうちイエロー現
像器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像さ
れる。そのイエロートナー画像は感光ドラム１０１と中
間転写ドラム１０５との接触部（或いは近接部）である
１次転写部Ｔ１において中間転写ドラム１０５面に転写
される。中間転写ドラム１０５面に対するトナー画像転
写後の感光ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写
残トナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。

【００４４】上記のような帯電・走査露光・現像・一次
転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画
像の第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画像、
マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成分画
像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作
動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現
像器１０４Ｂｋが作動）の各色分解成分画像について順
次実行され、中間転写ドラム１０５面にイエロートナー
画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナ
ー画像の４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目
的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成
形成される。

【００４５】中間転写ドラム１０５は、金属ドラム上に
中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を設けたもので、感光ド
ラム１０１に接触して或いは近接して感光ドラム１０１
と同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中間転
写ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を与えて感
光ドラム１０１との電位差で感光ドラム１０１側のトナ
ー画像を前記中間転写ドラム１０５面側に転写させる。

【００４６】上記の中間転写ドラム１０５面に形成され
たカラートナー画像は、前記中間転写ドラム１０５と転
写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２
において、前記二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所
定のタイミングで送り込まれた被記録材Ｐの面に転写さ
れていく。転写ローラ１０６は被記録材Ｐの背面からト
ナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写ドラム１
０５面側から被記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順
次に一括転写する。

【００４７】二次転写部Ｔ２を通過した被記録材Ｐは、
中間転写ドラム１０５面から分離されて像加熱装置（定
着装置）１００へ導入され、未定着トナー画像が加熱定
着処理されて定着トナー画像となり、機外の不図示の排
紙トレーに排出される。定着装置１００については次の
（２）項で詳述する。

【００４８】被記録材Ｐに対するカラートナー画像転写
後の中間転写ドラム１０５はクリーナ１０８により転写
残トナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃され
る。このクリーナ１０８は常時は中間転写ドラム１０５
に非接触状態に保持されており、中間転写ドラム１０５
から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実
行過程において中間転写ドラム１０５に接触状態に保持
される。

【００４９】また転写ローラ１０６も常時中間転写ドラ
ム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写ドラ
ム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二
次転写実行過程において中間転写ドラム１０５に被記録
材Ｐを介して接触状態に保持される。

【００５０】（２）定着装置１００ 次に、上述の画像形成装置に具備させた定着装置１００
について説明する。

【００５１】本実施例における定着装置１００は、電磁
誘導加熱方式を用いたフィルム加熱方式を採用してい
る。図２〜図５は、本実施例の定着装置１００の要部の
構成を示す図であり、それぞれ、図２は側面の断面模型
図、図３は図２のＡ方向からみた正面模型図、図４は図
２のII−II線に沿った断面模型図、図５は図２のI−I線
に沿った断面を示す斜視模型図（定着フィルム不図示）
である。以下、各図を用いて本実施例の定着装置１００
を説明する。

【００５２】図２において、フィルムガイド１６ａ・１
６ｂは断面略半円弧状樋型の形状をしており、開口側を
互いに向かい合わせて略円柱体を構成する。このフィル
ムガイド１６ａ・１６ｂの外周面側には、円筒状の定着
フィルム１０がルーズに外嵌される。

【００５３】磁場発生手段は磁性コア１７ａ・１７ｂ・
１７ｃ、励磁コイル１８および励磁回路２７（図７参
照）より構成される。磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ
は、フィルムガイド１６ａの内側にＴ字状に配置されて
いる。励磁コイル１８は、磁性コア１７ａ・１７ｃおよ
びフィルムガイド１６ａによって囲まれた空間と、磁性
コア１７ａ・１７ｂおよびフィルムガイド１６ａによっ
て囲まれた空間に、保持されている。

【００５４】磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃは、高透
磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といった
トランスのコアに用いられる材料が好ましく、１００ｋ
Ｈｚ以上でも磁性の損失の少ないフェライトがより好ま
しく用いられる。

【００５５】励磁コイル１８は、図５に示すように、給
電部１８ａおよび１８ｂを有しており、これら給電部１
８ａ・１８ｂによって励磁回路２７に接続されている。
この励磁回路２７は、２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの高
周波をスイッチング電源により発生可能である。励磁コ
イル１８は励磁回路２７から供給される交番電流（高周
波電流）によって交番磁束を発生する。

【００５６】定着フィルムの温度は、温度センサ２６を
含む温調系により、励磁コイル１８に対する電流供給が
制御されることで所定の温度が維持されるように制御さ
れる。温度センサ２６はサーミスタなどの温度検知素子
である。即ち温度センサ２６による定着フィルム検知温
度情報が制御回路部２００に入力し、制御回路部２００
は温度センサ２６からの入力温度情報が所定の定着温度
に維持されるように励磁回路２７から励磁コイル１８に
供給する電力を制御する。

【００５７】フィルムガイド１６ａ・１６ｂは、定着ニ
ップ部Ｎへの加圧、磁場発生手段としての励磁コイル１
８と磁性コア１７の支持、定着フィルム１０の支持、定
着フィルム１０の回転時の搬送安定性を図る。このフィ
ルムガイド１６ａ・１６ｂには、磁束の通過を妨げない
絶縁性を有し、かつ高い荷重に耐えられる材料が用いら
れる。このような材料としては、例えば、ポリイミド樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエー
テルケトン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリフ
ェニレンサルファイド樹脂、液晶ポリマーなどが挙げら
れる。

【００５８】フィルムガイド１６ｂには、図２に示すよ
うに紙面垂直方向長手の摺動部材４０が定着ニップ部Ｎ
の加圧ローラ３０との対向面側で、定着フィルム１０の
内側に配設されている。すなわち、この摺動部材４０
は、ニップ部Ｎにおいて、定着フィルム１０を介して前
記加圧ローラ３０と対向する位置に配置されている。こ
の摺動部材４０は、定着ニップ部Ｎにおいて、加圧ロー
ラ３０の加圧力に対して、定着フィルム１０をその内周
面から支持する部材である。

【００５９】この摺動部材４０としては、摺動抵抗を低
減させるために、滑り性の良い部材が好ましい。このよ
うな部材として、フッ素樹脂、ガラス、窒化ホウ素、グ
ラファイト等が挙げられる。摺動部材４０は、滑り性の
他に、熱伝導性の高い部材であると、さらに良い。この
ような摺動部材４０は長手方向の温度分布を均一にする
効果がある。例えば、小サイズ紙を通紙した場合、定着
フィルム１０での非通紙部の熱量が摺動部材４０へ伝熱
し、摺動部材４０の長手方向の熱伝導により、非通紙部
の熱量が小サイズ紙通紙部へ伝熱される。これにより、
小サイズ紙通紙時の消費電力を低減させる効果も得られ
る。このような摺動部材４０には、鏡面研磨したアルミ
ニウムといった金属や、フッ素樹脂粒子もしくは窒化ホ
ウ素粒子もしくはグラファイト粒子等を分散させた金属
などの複合材料などが挙げられる。また、高熱伝導部材
上に滑り性の良い部材をコートしたような２層構成の部
材、例えば、窒化アルミ上にガラスをコートしたもので
も良い。本実施例では、アルミナ基板上に、ガラスをコ
ートした部材を使用した。

【００６０】摺動部材４０が導電性を有する場合、磁場
発生手段である励磁コイル１８と磁性コア１７ａ・１７
ｂ・１７ｃから発生する磁場の影響を受けないように、
この磁場の外に配設するのが好ましい。具体的には、摺
動部材４０を励磁コイル１８に対して磁性コア１７ｂか
ら隔てた位置に配設し、励磁コイル１８による磁路の外
側に配置させる。

【００６１】定着ニップ部Ｎにおける摺動部材４０と定
着フィルム１０との摺動摩擦力をさらに低減させるため
に、摺動部材４０と定着フィルム１０との間に耐熱性グ
リース等の潤滑剤を介在させることもできる。潤滑剤塗
布により、さらなる摺動抵抗の低減と装置の長寿命化を
図ることができる。

【００６２】フィルムガイド１６ｂの内面平面部には、
断面形状がコの字型で横長の加圧用剛性ステイ２２が当
接されている。また、この加圧用剛性ステイ２２と各磁
性コア１７との間には、これら両者を絶縁するための絶
縁部材１９が設けられている。また、フランジ部材２３
ａ・２３ｂ（図３参照）は、フィルムガイド１６ａ・１
６ｂのアセンブリの左右両端部に外嵌させ、前記左右位
置を固定しつつ回転自在に取り付けられている。このフ
ランジ部材２３は、回転時に定着フィルム１０の端部を
受けてフィルムガイド１６の長手方向に沿った寄り移動
を規制する。

【００６３】回転加圧部材としての加圧ローラ３０は、
芯金３０ａと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成
形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹
脂などの耐熱性弾性材層３０ｂとで構成されている。こ
の加圧ローラ３０は、芯金３０ａの両端部が定着装置の
シャーシ側板金（不図示）間に回転自由に軸受け保持さ
れることにより配設される。

【００６４】図３において、加圧用剛性ステイ２２の両
端部と装置シャーシ（不図示）側のバネ受け部材２９ａ
・２９ｂとの間に、それぞれ加圧バネ２５ａ・２５ｂを
縮設することにより、加圧用剛性ステイ２２に押し下げ
力が作用される。これによりフィルムガイド１６ｂに設
けられた摺動部材４０の下面と加圧ローラ３０の上面と
が定着フィルム１０を挟んで圧接して所定幅の定着ニッ
プ部Ｎが形成される。

【００６５】加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより、図中
矢印ａで示される反時計方向に回転駆動される。この加
圧ローラ３０の回転駆動により、加圧ローラ３０と定着
フィルム１０の外面との摩擦力が発生し、定着フィルム
１０に回転力が作用する。そして、定着フィルム１０
は、その内周面を定着ニップ部Ｎにおいて摺動部材４０
の下面に密着して摺動しながら、加圧ローラ３０の周速
度にほぼ対応した周速度をもって、図中矢印ｂで示され
る時計方向にフィルムガイド１６ａ・１６ｂの外周を回
転する。すなわち、定着フィルム１０は加圧ローラとの
表面摩擦力により、この加圧ローラ３０に連動して回転
される。

【００６６】図５に示すように、フィルムガイド１６ａ
の周面には、複数の凸リブ部１６ｅが、その長手方向に
所定の間隔を置いて形成されている。これにより、フィ
ルムガイド１６ａの周面と定着フィルム１０の内面との
接触摺動抵抗を低減させて、定着フィルム１０の回転負
荷を少なくしている。このような凸リブ部はフィルムガ
イド１６ｂにも同様に形成具備することができる。

【００６７】図６は、磁場発生手段によって発生される
交番磁束の発生の様子を模式的に表したものである。

【００６８】磁束Ｃは発生した交番磁束の一部を表す。
磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃに導かれた交番磁束Ｃ
は、磁性コア１７ａと磁性コア１７ｂとの間、そして磁
性コア１７ａと磁性コア１７ｃとの間において定着フィ
ルム１０の導発熱層１０ａに渦電流を発生させる。この
渦電流は、発熱層１０ａの固有抵抗によって、発熱層１
０ａにジュール熱（渦電流損）を発生させる。

【００６９】発熱量Ｑは発熱層１０ａを通る磁束Ｃの密
度によって決まり、図６のグラフような分布を示す。図
６に示すグラフは、縦軸が磁性コア１７ａの中心を０と
した角度θで表した定着フィルム１０における円周方向
の位置を示し、横軸が定着フィルム１０の発熱層１０ａ
での発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈは最大発熱量を
Ｑとし、発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定義する（ｅは自
然対数の底）。これは、定着プロセスに必要な発熱量が
得られる領域である。

【００７０】以上のように、励磁コイル１８が励磁回路
２７によって給電されることにより、定着フィルム１０
が電磁誘導発熱して所定の温度まで上昇する。そして所
定温度に温調制御された状態で、画像形成手段部から搬
送された未定着トナーｔｎ画像が形成された被記録材Ｐ
が、定着フィルム１０と加圧ローラ３０との間に、画像
面が定着フィルム面に対向するように導入される。そし
て被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１
０と共に挟持搬送されていく過程において、被記録材Ｐ
上の未定着トナーｔｎが加熱定着処理される。未定着ト
ナーｔｎは、定着ニップ部Ｎを通過後、冷却されて定着
トナーｔｎ'となる。

【００７１】本実施例ではトナーｔｎに低軟化物質を含
有させたトナーを使用したため、定着装置１００にオフ
セット防止のためのオイル塗布機構を設けていない。低
軟化物質を含有させていないトナーを使用した場合に
は、オイル塗布機構を設けてもよい。また、低軟化物質
を含有させたトナーを使用した場合にもオイル塗布や冷
却分離を行ってもよい。

【００７２】定着装置の熱暴走時に励磁コイル１８への
給電を遮断するための温度検知素子であるサーモスイッ
チ５０は、定着フィルム１０外面の発熱域Ｈ（図６）の
対向位置に非接触に配設している。サーモスイッチ５０
と定着フィルム１０との間の距離は約２ｍｍとした。こ
れにより、定着フィルム１０にサーモスイッチ５０の接
触による傷が付くことがなく、耐久的な使用による定着
画像の劣化を防止することができる。

【００７３】図７は本実施例で使用した熱暴走防止回路
の回路図である。サーモスイッチ５０は、この熱暴走防
止回路に組み込まれている。サーモスイッチ５０は２４
ＶのＤＣ電源とリレースイッチ７０と直列に接続されて
いる。サーモスイッチ５０が切れると、リレースイッチ
７０への給電が遮断され、リレースイッチ７０が動作し
て励磁回路２７への給電が遮断されることにより、励磁
コイル１８への給電を遮断する構成をとっている。

【００７４】本実施例によれば、温調制御の故障による
定着装置１００の熱暴走時に、定着ニップ部Ｎに被記録
材Ｐが挟まった状態で定着装置１００が停止し、励磁コ
イル１８に給電が続けられ定着フィルム１０が発熱し続
けた場合でも、定着ニップ部Ｎで発熱する構成とは違
い、被記録材Ｐが挟まっている定着ニップ部Ｎでは発熱
しないので、被記録材Ｐが直接加熱されることがない。
また、発熱量が多い発熱域Ｈには、サーモスイッチ５０
が配設してあるため、サーモスイッチ５０が異常な昇温
を感知してオープンになった時点で、リレースイッチ７
０により励磁コイル１８への給電が遮断される。本実施
例によれば、紙の発火温度は約４００℃近辺であるため
紙が発火することなく、定着フィルム１０の発熱を停止
することができる。サーモスイッチの他に、温度ヒュー
ズを用いても良い。

【００７５】以下に、上述した定着装置（加熱装置）に
用いられる各部材について説明する。

【００７６】２−Ａ） 励磁コイル１８ 磁場発生手段を構成する励磁コイル１８は、コイル（線
輪）を構成させる導線（電線）として、一本ずつがそれ
ぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束
線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイルを形成して
いる。

【００７７】絶縁被覆を行う被覆部材は、定着フィルム
１０の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆
を用いることが好ましい。例えば、アミドイミドやポリ
イミドなどの被覆を用いるとよい。励磁コイル１８は外
部から圧力を加えて密集度を向上させてもよい。

【００７８】励磁コイル１８の形状は、図２のように、
定着フィルム１０の曲面に沿うよう形成されている。ま
た、定着フィルム１０の発熱層と励磁コイル１８との間
の距離は、約２ｍｍになるように設定した。

【００７９】絶縁部材１９の材質としては、絶縁性に優
れ、耐熱性がよいものが好ましい。例えば、フェノール
樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリ
エーテルスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド
樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ
樹脂などを選択するとよい。

【００８０】磁性コア１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び励磁
コイル１８と、定着フィルム１０の発熱層との間の距離
はできる限り近づけた方が磁束の吸収効率が高くなる。
この距離は５ｍｍ以下であれば、定着フィルムが高効率
に磁束を吸収することができるため、好ましい。この距
離が上記範囲よりも大きい場合には、磁束の吸収効率が
著しく低下してしまうため、好ましくない。また、定着
フィルム１０の発熱層と励磁コイル１８の距離が５ｍｍ
以内であれば、この距離は一定である必要はない。

【００８１】なお、図５において、励磁コイル１８から
の引き出されている１８ａ・１８ｂについては、束線の
外側に絶縁被覆を施している。

【００８２】２−Ｂ） 定着フィルム１０（回転加熱部
材） 図８は、本実施例における加熱部材としての定着フィル
ム１０の層構成模型図である。本実施例の定着フィルム
１０は、基層となる電磁誘導発熱性の金属フィルム等で
できた発熱層１０ａと、その外面に積層した弾性層１０
ｂと、その外面に積層した離型層１０ｃの複合構造のも
のである。発熱層１０ａと弾性層１０ｂとの間の接着、
弾性層１０ｂと離型層１０ｃとの間の接着のために、各
層間にプライマー層（不図示）を設けてもよい。なお、
図８において、略円筒形状である定着フィルム１０にお
いて、発熱層１０ａが摺動部材４０と接触する内側であ
り、離型層１０ｃが加圧ローラもしくは被記録材（被加
熱材）と接触する外側である。

【００８３】前述したように、発熱層１０ａに交番磁束
が作用することにより、発熱層１０ａに渦電流が発生し
て発熱層１０ａが発熱する。その熱が弾性層１０ｂ・離
型層１０ｃに伝達されて、定着フィルム全体が加熱さ
れ、定着ニップ部Ｎに通紙される被記録材Ｐを加熱して
トナー画像の加熱定着がなされる。

【００８４】ａ．発熱層１０ａ 発熱層１０ａとしては、磁性および非磁性の金属を用い
ることができるが、磁性金属が好ましく用いられる。こ
のような磁性金属としては、ニッケル、鉄、強磁性ステ
ンレス、ニッケル−コバルト合金、パーマロイといった
強磁性体の金属が好ましく用いられる。また、定着フィ
ルム１０回転時に受ける繰り返しの屈曲応力による金属
疲労を防ぐために、ニッケル中にマンガンを添加した部
材を用いるのも良い。

【００８５】発熱層１０ａの厚さは、次の式で表される
表皮深さσ［ｍ］より厚く、かつ２００μｍ以下にする
ことが好ましい。発熱層１０ａの厚さをこの範囲とすれ
ば、発熱層１０ａが電磁波を効率よく吸収することがで
きるため、効率良く発熱させることができる。

【００８６】 σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2 …（１） ここで、ｆは励磁回路の周波数［Ｈｚ］、μは発熱層１
０ａの透磁率、ρは発熱層１０ａの固有抵抗［Ωｍ］で
ある。

【００８７】この表皮深さσは、電磁誘導で使われる電
磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところで
は電磁波の強度は１／ｅ以下になっている。逆にいうと
殆どのエネルギーはこの深さまでで吸収されている（図
１０に示した発熱層深さと電磁波強度の関係を参照）。

【００８８】発熱層１０ａの厚さは、より好ましくは１
〜１００μｍがよい。発熱層１０ａの厚みが上記範囲よ
りも薄い場合には、ほとんどの電磁エネルギーが吸収し
きれないため効率が悪くなる。また、発熱層１０ａが上
記範囲よりも厚い場合には、発熱層１０ａの剛性が高く
なりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用する
には現実的でなくなる。

【００８９】ｂ．弾性層１０ｂ 弾性層１０ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオ
ロシリコーンゴム等の、耐熱性、熱伝導率が良い材質が
好ましく用いられる。

【００９０】弾性層１０ｂの厚さは、定着画像品質を保
証するために１０〜５００μｍであることが好ましい。
カラー画像を印刷する場合、特に写真画像などでは、被
記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成され
る。この場合、被記録材Ｐの凹凸あるいは未定着トナー
ｔｎの凹凸に加熱面（離型層１０ｃ）が追従できないと
加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画
像に光沢ムラが発生する。すなわち、伝熱量が多い部分
は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低く
なる。弾性層１０ｂの厚さが上記範囲よりも小さい場合
には、上記離型層１０ｃが被記録材Ｐあるいは未定着ト
ナーｔｎの凹凸に追従しきれず、画像光沢ムラが発生し
てしまう。また、弾性層１０ｂが上記範囲よりも大きす
ぎる場合には、弾性層の熱抵抗が大きくなりすぎ、クイ
ックスタートを実現するのが難しくなる。この弾性層ｂ
の厚さは、より好ましくは５０〜５００μｍが良い。

【００９１】弾性層１０ｂは、硬度が高すぎると被記録
材Ｐあるいは未定着トナーｔｎの凹凸に追従しきれず画
像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層１０ｂの
硬度としては６０゜（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましく
は４５゜（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。

【００９２】弾性層１０ｂの熱伝導率λは、２．５×１
０^-1〜８．４×１０^-1Ｗ／ｍ・℃であることが好まし
い。熱伝導率λが上記範囲よりも小さい場合には、熱抵
抗が大きすぎて、定着フィルム１０の表層（離型層１０
ｃ）における温度上昇が遅くなる。熱伝導率λが上記範
囲よりも大きい場合には、弾性層ｂの硬度が高くなりす
ぎたり、圧縮永久歪みが発生しやすくなる。より好まし
くは３．３×１０^-1〜６．３×１０^-1Ｗ／ｍ・℃が良
い。

【００９３】ｃ．離型層１０ｃ 離型層１０ｃは、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオ
ロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦ
Ａ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料
を用いることが好ましい。

【００９４】離型層１０ｃの厚さは１〜１００μｍが好
ましい。離型層１０ｃの厚さが上記範囲よりも薄い場合
には、塗膜の塗ムラが生じ、離型性の悪い部分が発生し
たり、耐久性が不足するといった問題が発生する。ま
た、離型層が上記範囲よりも厚い場合には、熱伝導が悪
化する。特に、離型層１０ｃに樹脂系の材質を用いた場
合は、離型層１０ｃの硬度が高くなりすぎて、弾性層１
０ｂの効果がなくなってしまう。

【００９５】図９に示すように、定着フィルム１０構成
において、発熱層１０ａの摺動部材４０との接触面側に
断熱層１０ｄを設けてもよい。断熱層１０ｄとしては、
フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリア
ミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹
脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの耐熱
樹脂がよい。また、断熱層１０ｄの厚さとしては１０〜
１０００μｍが好ましい。断熱層１０ｄの厚さが１０μ
ｍよりも薄い場合には断熱効果が得られず、また、耐久
性も不足する。一方、１０００μｍを超えると磁性コア
１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８から発熱層
１０ａまでの距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１
０ａに吸収されなくなる。断熱層１０ｄは、発熱層１０
ａに発生した熱が定着フィルムの内側に向かわないよう
に断熱できるので、断熱層１０ｄがない場合と比較して
被記録材Ｐへの熱供給効率が良くなる。よって、消費電
力を抑えることができる。

【００９６】また、断熱層１０ｄを滑り性の良い材料で
構成すれば、摺動部材４０と定着フィルム１０との摺動
抵抗を軽減することができる。

【００９７】（３）立上げ工程 以下に、プリント開始時の定着装置１００の温調の立上
げ工程における温調制御について説明する。制御は制御
回路部２００（図２）により実行される。

【００９８】制御回路２００は画像形成装置の全体的な
シーケンス制御を司る。そしてこの制御回路２００は、
定着装置１００の目標温度への昇温に要する時間を予測
する昇温時間予測手段と、プリント信号受信後における
定着装置１００の昇温開始タイミングを制御する昇温開
始タイミング制御手段を有し、昇温開始タイミング制御
手段は、昇温時間予測手段の予測結果に基づき、定着装
置１００の昇温開始タイミングを決定する。

【００９９】図１１は、本実施例の定着装置の立上げ工
程における定着フィルム温度と、温調制御の目標温度設
定と、定着装置への被記録材到達タイミングを示した概
略図である。図１２は制御回路２００が行う制御シーケ
ンスのフロー図である。

【０１００】本実施例における定着装置は、プリント待
機中は予熱を行わないよう温調Ｏｆｆとしているが、予
熱を行っても構わない。

【０１０１】プリント信号を受信後、画像形成装置は、
画像形成動作を開始する。第１の昇温工程では、画像形
成動作開始と同時に、定着装置への電力供給を開始す
る。第１の昇温工程の開始タイミングは、プリント信号
受信後以降に行えばよく、画像形成動作開始と同時とす
ることに限るものではない。定着装置は目標温度を目指
して昇温を開始するが、本実施例においては、第１の昇
温工程の目標温度は、被記録材上のトナー定着時に用い
る定着温度Ｔ_fとしている。そして、定着装置への電力
供給開始から定着温度Ｔ_fまで昇温するのに要した時間
ｔ_wuを測定する。目標温度到達後、第１の昇温工程を終
了する。

【０１０２】次に、非加熱工程の実施の可否と実施時間
を決定する。本実施例では、第１の昇温工程における昇
温時間より、第２の昇温工程における定着装置の昇温時
間を予測することを特徴とする。

【０１０３】本実施例では、第１の昇温工程における目
標温度を、第２の昇温工程と同じ定着温度Ｔ_fとし、第
１の昇温工程において定着温度Ｔ_fまでの昇温に要する
時間ｔ _wuを測定している。昇温時間ｔ_wuには、周囲の環
境温度や入力電圧や定着装置の暖まり具合といった定着
装置の昇温に関係する要素が反映されている。第２の昇
温工程に要する時間は、第１の昇温工程により定着装置
が暖まることを考慮すると、第１の昇温工程における昇
温時間ｔ_wu以下となる。よって、第２の昇温工程に要す
る時間としてｔ_wu確保することにより、確実に定着温度
Ｔ_fまで昇温させることができる。

【０１０４】第１の昇温工程の終了後に行う非加熱工程
の実施可否および実施時間ｔ_offは、以下に述べる計算
式により決定される。

【０１０５】第１の昇温工程開始から被記録材の定着処
理を行うまでの時間をｔ_p、第１の昇温に要した時間を
ｔ_wu、非加熱工程を行う時間をｔ_off、第２の昇温に割
り当てる時間をｔ_wu、定着温調工程開始から被記録材が
定着ニップに突入するまでの時間的余裕をｔαとすれ
ば、 ｔ_p＝ｔ_wu＋ｔ_off＋ｔ_wu＋ｔα …（１） の関係が成立する。非加熱工程を実施するには、（１）
式より、 ｔ_off＝ｔ_p−（２ｔ_wu＋ｔα）＞０ …（２） の関係を満たす必要がある。

【０１０６】すなわち、（２）式より、昇温時間ｔ
_wuが、 ｔ_wu＜（ｔ_p−ｔα）／２ …（３） を満たしていれば、非加熱工程を実施することが可能と
なる。

【０１０７】昇温時間ｔ_wuが（３）式を満たせない場
合、非加熱工程を実施すると第２の昇温工程が時間的に
間に合わないため、非加熱工程は実施せずに定着温調工
程に移る。

【０１０８】一方、非加熱工程を実施する場合、非加熱
工程の時間ｔ_offは、（２）式より算出される時間とな
る。

【０１０９】間欠プリント時のように、立上げ工程を何
度も繰り返される場合、定着装置が暖まって昇温時間ｔ
_wuが短くなるので、非加熱工程の時間ｔ_offを長くして
いくことができる。また、ＯＨＰフィルム定着時のよう
なプロセス速度が遅く、被記録材搬送時間ｔ_pが長い場
合にも、非加熱工程の時間ｔ_offを長くすることができ
る。

【０１１０】第１の昇温工程終了後、非加熱工程を実施
する。この工程では、定着装置への電力供給を停止し、
定着装置を非加熱状態とする。この非加熱工程の時間ｔ
_offは、第１の昇温工程の終了タイミングから後述する
第２の昇温工程開始タイミングまでの時間である。非加
熱工程の時間ｔ_offが長いほど、加圧ローラの昇温を抑
制できる。また、画像形成装置の機内昇温の抑制や、消
費電力を低減することもできる。

【０１１１】非加熱工程終了後、第２の昇温工程を実施
する。第２の昇温工程における目標温度は、定着温度Ｔ
fである。第２の昇温工程には、先に計測した昇温時間
ｔ_{w u}が割り当てられる。

【０１１２】第２の昇温工程終了後、定着温調工程を実
施する。定着温調工程では、定着温調工程開始から被記
録材が定着ニップに突入するまでに、時間的余裕ｔαを
設けている。この間に昇温直後の温度のオーバーシュー
トや制御振動を抑えることができ、定着装置の温度を安
定させてから被記録材を定着することができる。そし
て、定着フィルムを定着温度Ｔ_fに維持し、被記録材が
定着装置に搬送された後、被記録材上の未定着トナー像
を定着する。

【０１１３】以上に述べた定着装置の温調制御により、
立上げ工程における加圧ローラの過昇温を抑制できるの
で、被記録材のスリップを防止でき、被記録材の搬送安
定化や定着画像の高品質化を図ることが可能となる。ま
た、消費電力の低減や機内昇温の低減といった省エネ効
果も図ることができる。

【０１１４】〈第２の実施例〉以下に、第２の実施例に
おける、プリント開始時の定着装置の立上げ工程におけ
る温調制御について説明する。画像形成装置および定着
装置の構成は、第１の実施例と同一である。

【０１１５】図１３は、本実施例の定着装置の立上げ工
程における定着フィルム温度と、温調制御の目標温度設
定と、定着装置への被記録材到達タイミングを示した概
略図である。図１４は制御回路２００が行う制御シーケ
ンスのフロー図である。

【０１１６】プリント待機中、第１の昇温工程、第２の
昇温工程、定着温調工程における温調制御は、第１の実
施例と同一なので、説明を省略する。

【０１１７】本実施例では、第１の実施例のように定着
装置への電力供給を停止させる非加熱工程を設ける代わ
りに、目標温度を定着温度Ｔ_fよりも低い温度Ｔ_lowで温
調する低温調工程を設けることを特徴とする。低温調工
程の実施の可否および実施時間ｔ_lowの算出方法は、実
施例1の非加熱工程の場合と同一である。これにより、
低温調工程において定着装置が過度に冷却されても、定
着装置の最低下限温度が保証される。よって、画像形成
装置を取り巻く環境温度の変動によらず、第２の昇温工
程を所定時間内に確実に完了させることができる。

【０１１８】加圧ローラの昇温を抑えるためには、低温
調工程における目標温度Ｔ_lowは低い方が好ましい。ま
た、本実施例ではプリント待機中の予熱を行わないが、
予熱を行う画像形成装置および定着装置の場合には、低
温調工程での目標温度Ｔ_lowは予熱時の目標温度として
も良い。

【０１１９】以上に述べた定着装置の温調制御により、
立上げ工程における加圧ローラの過昇温を抑制できる。

【０１２０】〈第３の実施例〉以下に、第３の実施例に
おけるプリント開始時の定着装置の立上げ工程における
温調制御について説明する。画像形成装置および定着装
置の構成は、第１の実施例と同一である。

【０１２１】図１５は、本実施例の定着装置の立上げ工
程における定着フィルム温度と、温調制御の目標温度設
定と、定着装置への被記録材到達タイミングを示した概
略図である。図１６は制御回路２００が行う制御シーケ
ンスのフロー図である。

【０１２２】本実施例では、第1の昇温工程において昇
温速度を求めることにより、第２の昇温工程での昇温時
間を算出することを特徴とする。昇温速度には、周囲の
環境温度や入力電圧といった定着装置の昇温に関係する
要素が反映されている。

【０１２３】プリント信号受信後、まず第１の実施例と
同様に、第１の昇温工程を行う。本実施例では、第１の
昇温工程における目標温度を定着温度Ｔ_fよりも低い温
度Ｔ_{p re}に設定している。これにより、第１の昇温工程
の時間を短縮でき、加圧ローラの昇温をさらに抑制する
ことができる。

【０１２４】定着フィルム温度がＴ_preに到達した後、
第１の昇温工程開始時の温度Ｔ₁からＴ_preまで昇温する
のに要した時間ｔ_preと昇温速度ΔＴ／Δｔを測定す
る。そして昇温時間ｔ_preと昇温速度ΔＴ／Δtより、以
下に述べる式に従って、非加熱工程実施の可否を判断す
る。

【０１２５】昇温時間ｔ_preに加え、非加熱工程を行う
時間をｔ_off、昇温速度ΔＴ／Δtに基づいて算出される
定着温度までの昇温時間をｔ_calc、定着温調工程開始か
ら被記録材が定着ニップに突入するまでの時間的余裕を
ｔαとすれば、 ｔ_p＝ｔ_pre＋ｔ_off＋ｔ_calc＋ｔα …（４） の関係が成立する。ここでのｔ_calcは、第1の昇温工程
終了時の定着フィルム温度はＴ_preであることより、 ｔ_calc＝（Ｔ_f−Ｔ_pre）／（ΔＴ／Δｔ） …（５） と表される。

【０１２６】非加熱工程を実施するには、（４）式よ
り、 ｔ_off＝ｔ_p−（ｔ_pre＋ｔ_calc＋ｔα）＞０ …（６） を満たす必要がある。すなわち（５）式と（６）式よ
り、昇温速度ΔＴ／Δｔと昇温時間ｔ_preが、 （Ｔ_f−Ｔ_pre）／（ΔＴ／Δｔ）＋ｔ_pre＜ｔ_p−ｔα …（７） を満たしていれば、非加熱工程を実施できる。

【０１２７】昇温速度ΔＴ／Δｔと昇温時間ｔ_preが
（７）式を満たせない場合、被記録材の定着ニップ突入
までに時間的余裕がないため、非加熱工程を実施しな
い。この場合、目標温度を直ちにＴ_preから定着温度Ｔ_f
に切り替えて昇温を継続させ、定着温度Ｔ_fに達した時
点で定着温調工程を実施する。

【０１２８】昇温速度ΔＴ／Δｔと昇温時間ｔ_preが
（７）式を満たしている場合、第１の昇温工程終了後、
非加熱工程を実施する。この非加熱工程の時間ｔ
_offは、第１の昇温工程の終了タイミングから後述する
第２の昇温工程開始タイミングまでの時間であり、第２
の昇温工程開始タイミングにより、その長さが決定され
る。本実施例における第２の昇温工程開始タイミング
は、第１の昇温工程における昇温時間ｔ_preと、昇温速
度ΔＴ／Δｔと、非加熱工程における定着フィルム温度
Ｔに基づいて決定される。

【０１２９】非加熱工程開始直前においては、（６）式
より、 ｔ_calc＜ｔ_p−ｔ_pre−ｔα …（８） の関係が成立している。

【０１３０】非加熱工程開始直後においては、非加熱工
程の時間の経過と共に０から増加していくパラメータで
あるｔ_offが加わることを考慮すると、 ｔ_off＋ｔ_calc＜ｔ_p−ｔ_pre−ｔα …（９） の関係が成立する。ただし、この時点では、ｔ_offは０
である。

【０１３１】次に、非加熱工程実施中におけるｔ_offと
ｔ_calcの変化を考える。（９）式の左辺のｔ_offは、非
加熱工程の時間であるから、時間の経過と共に０から増
加していく。また（９）式の左辺のｔ_calcは、非加熱工
程終了時の定着フィルム温度をＴとすれば、 ｔ_calc＝（Ｔ_f−Ｔ）／（ΔＴ／Δｔ） …（１０） と算出される。非加熱工程の時間の経過と共に、定着フ
ィルム温度ＴはＴ_preよりも低下していくため、（１
０）式よりｔ_calcは増加していく。

【０１３２】すなわち、非加熱工程が進むにつれて、ｔ
_offとｔ_calcの２項の和からなる（９）式の左辺は増加
していく。

【０１３３】よって、非加熱工程終了タイミングすなわ
ち第２の昇温工程を開始するタイミングは、非加熱工程
の時間ｔ_offと定着フィルム温度Ｔの変化をモニター
し、ｔ_{o ff}とｔ_calcの２つの項が ｔ_off＋ｔ_calc≧ｔ_p−ｔ_pre−ｔα …（１１） の式を初めて満たすタイミングとすればよい。この時の
定着フィルム温度をＴ₂とすれば、ｔ_calcは、 ｔ_calc＝（Ｔ_f−Ｔ₂）／（ΔＴ／Δｔ） …（１２） と表せる。

【０１３４】非加熱工程終了後、第２の昇温工程を実施
する。第２の昇温工程における目標温度は、定着温度Ｔ
_fである。第２の昇温工程には、（１２）式に従って算
出された昇温時間ｔ_calcが割り当てられる。

【０１３５】第２の昇温工程終了後、定着温調工程を実
施する。定着温調工程では、定着温調工程開始から被記
録材が定着ニップに突入するまでに時間tαの余裕が設
けられている。この時間を利用して昇温後の定着フィル
ム温度のオーバーシュート等を収束させ、定着フィルム
温度を安定させる。そして、定着フィルムを定着温度Ｔ
_fに維持し、被記録材が定着装置に搬送された後、被記
録材上の未定着トナー像を定着する。

【０１３６】以上に述べた定着装置の温調制御により、
立上げ工程における加圧ローラの過昇温を抑制できる。
また消費電力の低減や機内昇温の低減といった省エネ効
果も図ることができる。

【０１３７】〈その他〉 １）定着装置は、実施例では電磁誘導加熱方式を用いた
フィルム加熱方式の装置を採用しているが、本発明にお
いて定着装置はこれに限られるものではない。発熱手段
としてセラミックヒータを用いたフィルム加熱方式の装
置であってもよい。熱ローラ方式の装置であってもよ
い。

【０１３８】２）画像形成装置の被記録材に対する未定
着トナー像の形成原理・プロセスに限定はなく任意であ
る。転写方式でも直接方式でもよい。

【０１３９】

【発明の効果】本発明により、定着装置において被記録
材を安定して搬送することが可能となる。また、消費電
力の低減や機内昇温の低減といった省エネ効果も図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例における画像形成装置の構成概
略図

【図２】 第１の実施例の定着装置要部の側面の断面模
型図

【図３】 第１の実施例の定着装置要部の図２のＡ方向
から見た正面模型図

【図４】 第１の実施例の定着装置要部の図２のII−II
線に沿った断面模型図

【図５】 第１の実施例の定着装置要部の図２のI−I線
に沿った断面を示す斜視模型図

【図６】 磁場発生手段と発熱量Ｑの関係を示した図

【図７】 磁場発生手段と励磁回路の関係を示した図

【図８】 定着フィルムの層構成模型図

【図９】 定着フィルムの層構成模型図（断熱層有り）

【図１０】 発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグ
ラフ

【図１１】 第１の実施例の定着装置の立上げ工程にお
ける温調制御を示した概略図

【図１２】 第１の実施例における制御フロー図

【図１３】 第２の実施例の定着装置の立上げ工程にお
ける温調制御を示した概略図

【図１４】 第２の実施例における制御フロー図

【図１５】 第３の実施例の定着装置の立上げ工程にお
ける温調制御を示した概略図

【図１６】 第３の実施例における制御フロー図

【図１７】 従来例の定着装置の立上げ工程における温
調制御を示した概略図

【符号の説明】

１０ａ…発熱層、１０ｂ…弾性層、１０ｃ…離型層、１
０ｄ…断熱層、１０…定着フィルム、１６ａ・１６ｂ…
フィルムガイド、１７…磁性コア、１８…励磁コイル、
２２…加圧用剛性ステイ、２３…フランジ部材、２５…
加圧バネ、２６…温度検知素子、２７…励磁回路、３０
…加圧ローラ、５０…サーモスイッチ、１００…定着装
置、１０１…感光ドラム、１０２…帯電装置、１０３…
レーザ光、１０４…現像器、１０５…中間転写ドラム、
１０６…転写ローラ、１０７…クリーナ、Ｃ…交番磁
束、Ｈ…発熱域、Ｍ…駆動手段、Ｎ…ニップ部、Ｐ…被
記録材、ｔｎ…未定着トナー、ｔｎ'…定着トナー、Ｔ
１…一次転写部、Ｔ２…二次転写部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 篤義 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 仕田 知経 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA32 BA11 BA25 BA32 BB29 BB30 BB33 BB34 BE03 CA03 CA07 CA21 CA28 CA45 3K059 AB00 AD07

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被記録材上に未定着トナー像を形成する画
   像形成手段と、前記被記録材上の未定着トナー像を加熱
   定着処理する加熱定着手段を有する画像形成装置におい
   て、前記加熱定着手段の目標温度への昇温に要する時間
   を予測する昇温時間予測手段と、プリント信号受信後に
   おける前記加熱定着手段の昇温開始タイミングを制御す
   る昇温開始タイミング制御手段を有し、前記昇温開始タ
   イミング制御手段は、前記昇温時間予測手段の予測結果
   に基づき、前記加熱定着手段の昇温開始タイミングを決
   定することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】加熱定着手段の昇温開始タイミングは、画
   像形成装置のプリント信号受信後から加熱定着処理前ま
   での間で設定可能であって、加熱定着手段が加熱定着処
   理までに目標温度まで昇温できるように決定されること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】定着可能温度で温調され加熱定着処理を行
   う加熱定着手段は、画像形成装置のプリント信号受信後
   から加熱定着処理前までの間において、定着可能温度よ
   りも低い温度で温調する低温調工程もしくは加熱定着手
   段を加熱しない非加熱工程を行うことを特徴とする請求
   項１または２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】画像形成装置のプリント信号受信後から加
   熱定着処理前までの間において、画像形成装置は前記低
   温調工程もしくは前記非加熱工程を挟んで加熱定着手段
   の昇温を複数回行い、このうち少なくとも最後に行われ
   る昇温は目標温度を定着可能温度とし加熱定着処理に備
   えるものであって、少なくとも最後に行われる昇温の昇
   温開始タイミングは昇温開始タイミング制御手段により
   決定されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成
   装置。
5. 【請求項５】昇温時間予測手段は、プリント信号受信後
   に加熱定着手段を一旦昇温させ、この昇温挙動より、最
   後の昇温に要する時間を予測することを特徴とする請求
   項４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】画像形成装置は、プリント信号受信後に加
   熱定着手段を一旦定着可能温度まで昇温させることを特
   徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】画像形成装置はプリント信号受信後に前記
   加熱定着手段を一旦定着可能温度よりも低いまで昇温さ
   せることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】加熱定着手段は、回転可能で被記録材を加
   熱せしめる回転加熱部材と、これと共にニップを形成し
   て被記録材を加熱加圧せしめる回転加圧部材と、前記回
   転加熱部材を昇温させるための発熱手段より構成される
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載
   の画像形成装置。
9. 【請求項９】前記回転加熱部材は、円筒状フィルムであ
   ることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】前記回転加熱部材は、回転加圧部材に従
    動して駆動されることを特徴とする請求項８または９に
    記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】前記回転加熱部材は導電部材を有し、前
    記回転加熱部材を発熱させる発熱手段は励磁コイルを含
    む磁場発生手段であり、前記導電部材に前記磁場発生手
    段からの交番磁場を作用させて渦電流を発生させること
    により前記回転加熱部材を発熱させることを特徴とする
    請求項８から１０のいずれか１項に記載の画像形成装
    置。
12. 【請求項１２】画像形成手段から導入される被記録材上
    の未定着トナー像を加熱定着処理する定着装置におい
    て、定着装置の目標温度への昇温に要する時間を予測す
    る昇温時間予測手段と、画像形成手段のプリント信号受
    信後における定着装置の昇温開始タイミングを制御する
    昇温開始タイミング制御手段を有し、前記昇温開始タイ
    ミング制御手段は、前記昇温時間予測手段の予測結果に
    基づき、定着装置の昇温開始タイミングを決定すること
    を特徴とする定着装置。
13. 【請求項１３】定着装置の昇温開始タイミングは、画像
    形成手段のプリント信号受信後から加熱定着処理前まで
    の間で設定可能であって、定着装置が加熱定着処理まで
    に目標温度まで昇温できるように決定されることを特徴
    とする請求項１２に記載の定着装置。
14. 【請求項１４】画像形成手段のプリント信号受信後から
    加熱定着処理前までの間において、定着装置を定着可能
    温度よりも低い温度で温調する低温調工程もしくは加熱
    しない非加熱工程を行うことを特徴とする請求項１２ま
    たは１３に記載の定着装置。
15. 【請求項１５】画像形成手段のプリント信号受信後から
    加熱定着処理前までの間において、前記低温調工程もし
    くは前記非加熱工程を挟んで定着装置の昇温を複数回行
    い、このうち少なくとも最後に行われる昇温は目標温度
    を定着可能温度とし加熱定着処理に備えるものであっ
    て、少なくとも最後に行われる昇温の昇温開始タイミン
    グは昇温開始タイミング制御手段により決定されること
    を特徴とする請求項１４に記載の定着装置。
16. 【請求項１６】昇温時間予測手段は、プリント信号受信
    後に加熱定着手段を一旦昇温させ、この昇温挙動より、
    最後の昇温に要する時間を予測することを特徴とする請
    求項１５に記載の定着装置。
17. 【請求項１７】プリント信号受信後に定着装置を一旦定
    着可能温度まで昇温させることを特徴とする請求項１６
    に記載の定着装置。
18. 【請求項１８】プリント信号受信後に定着装置を一旦定
    着可能温度よりも低いまで昇温させることを特徴とする
    請求項１６に記載の定着装置。
19. 【請求項１９】定着装置は、回転可能で被記録材を加熱
    せしめる回転加熱部材と、これと共にニップを形成して
    被記録材を加熱加圧せしめる回転加圧部材と、前記回転
    加熱部材を昇温させるための発熱手段より構成されるこ
    とを特徴とする請求項１２から１８のいずれか１項に記
    載の定着装置。
20. 【請求項２０】前記回転加熱部材は、円筒状フィルムで
    あることを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。
21. 【請求項２１】前記回転加熱部材は、回転加圧部材に従
    動して駆動されることを特徴とする請求項１９または２
    ０に記載の定着装置。
22. 【請求項２２】前記回転加熱部材は導電部材を有し、前
    記回転加熱部材を発熱させる発熱手段は励磁コイルを含
    む磁場発生手段であり、前記導電部材に前記磁場発生手
    段からの交番磁場を作用させて渦電流を発生させること
    により前記回転加熱部材を発熱させることを特徴とする
    請求項１９から２１のいずれか１項に記載の定着装置。