JP2007003886A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラ１の材料として整磁合金を用いた誘導加熱方式の定着装置（加熱装置）の場合に電力低下点にて投入できる電力が低下してしまいウォームアップタイムが長くなることを抑制することにある。
【解決手段】電力低下点において定着ローラ以外の伝熱量を減少させるような回転制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、電子写真方式によって画像形成を行う複写機・プリンター等の画像形成装置において、記録材上に形成担持させた未定着トナー画像を加熱定着する定着装置として用いて好適な像加熱装置に関するものである。

昨今、ＯＡ機器の省エネルギー動向から、定着装置としては、省エネルギーおよびクイックスタート性を両立させるために、定着ローラを誘導発熱体（導電性磁性材）製のローラにし、磁束発生手段（誘導加熱コイル）の発生磁束により該定着ローラを発熱させて所定の定着可能温度に加熱する誘導加熱方式の定着装置が提案されている。

誘導加熱方式の定着装置において、従来では例えば、誘導発熱体として鉄やニッケルを用いていた。また、キュリー温度をコントロールした材料（整磁合金）も提案されている。定着ローラ材料（誘導発熱体）として整磁合金を用いキュリー点を定着温度以上でかつホットオフセット以下に設けたものがある（特許文献１）。

特に整磁合金は、加熱されてキュリー点を越えると磁性が失われるので、整磁合金中の磁場が減少し渦電流が減少、発熱が抑制される。定着ローラの材料として、キュリー温度が定着に必要な温度の整磁合金を使用すれば、ローラ温度がキュリー点となる定着温度近傍に自己温度制御とすることもできる。また、連続した小サイズ通紙により生じる非通紙部昇温に対しても通紙領域外においてキュリー点を超えた時点で部分的に発熱量が減る作用がある。
特開２０００−３９７９７号公報（図１）

このように整磁合金は利点があるが、図１０に示すように温度がキュリー点以下にて、誘導加熱コイルに一定電流を流していても電気抵抗が減少し始め熱量も減少し始めるため、（図８）常温から定着ローラを温度上昇させた場合に所望の電力を連続して投入できなくなる問題がある。これは、発熱体としての定着ローラの温度がキュリー点近傍まで昇温すると、発熱に寄与する定着ローラの抵抗値が、磁性の性質を失うことで減少し、定着温度に達する前に抵抗値が減少し始め、発熱効率が低下するためである。従来使用していた鉄やニッケルのキュリー点は、非常に高温領域にあるため問題はなかったが、整磁合金では温度上昇の傾きが小さくなる点（図８の定着ローラにコイルを装着した状態でのコイルの抵抗値の温度特性が極大となる温度、以下電力低下点とも呼ぶ）以降で緩くなるので、定着温度近傍にキュリー点の設定を行うと、ウォームアップタイムが長くなりクイックスタートの障害となる。

また、定着温度近傍にキュリー点を設定した定着ローラを用いた場合に、定着ローラを所定の定着温度まで昇温させるウォームアップ期間において、定着ローラと加圧ローラを接触させながら一定回転速度で回転させながら定着ローラ及び加圧ローラを加熱する場合、以下のような問題がある。即ち、定着ローラの温度が電力低下点を超えた後では、上述したような定着ローラの発熱効率の低下に加えて、加圧ローラ側に熱を奪われる（加圧ローラ側に熱を与えなくてはならない）ため、より一層のウォーミングアップタイムが長くなってしまう。

よって従来の構成では、キュリー点の温度設定を定着温度より高くすることでウォームアップタイムを短くしていた。しかし、キュリー点が定着温度に設定された場合において対応できず、記録材上のトナーが定着ローラに再び付着するホットオフセット温度を上限とし、実際にはできるだけキュリー点をホットオフセット温度に近づけるしかなかった。この場合設定温度は必然的に高くなってしまい、必要以上に高い温度設定は省エネの観点から、または安全面から考えても望ましい構成ではないことは明らかである。更に、キュリー点を高く設定すると小サイズ記録材の連続通紙により生じる非通紙部昇温現象にて通紙域に比べ、非通紙域は高く設定したキュリー点まで温度が上昇する。この場合、長手方向での定着ローラ温度差が大きくなり、小サイズ記録材を通紙後すぐに大サイズ記録材を通紙すると画像不良を生じることがある。

本発明は、回転発熱体の材料として像加熱温度近傍にキュリー点を設定することにより、定着温度近傍での回転発熱体の発熱効率の低下（励磁コイルを回転発熱体に装着した状態で測定された励磁コイルの抵抗値の温度特性が像加熱可能温度よりも低い温度に極大点を有すること）する誘導加熱方式の像加熱装置の場合において、像加熱処理を行うために前記回転発熱体を所定の像加熱可能温度まで昇温させるウォームアップ期間中に前記回転発熱体と前記回転加圧体を接触回転させる像加熱装置におけるウォーミングアップタイムを可及的に短縮することを目的とする。

本発明は下記の構成を特徴とする像加熱装置である。

励磁コイルを有する磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱し、前記励磁コイルを装置に装着した状態での前記励磁コイルの抵抗の温度依存性が所定の像加熱可能温度よりも低い温度で極大点をもつ回転発熱体と、前記回転発熱体に対してニップを形成し加圧する回転加圧体と、を有し、像加熱処理を行うために前記回転発熱体を前記所定の像加熱可能温度まで昇温させるウォームアップ期間において前記回転発熱体と前記回転加圧体を接触回転させる加熱装置において、前記ウォームアップ期間中での前記回転発熱体の回転速度を低温側では速く回転させ、高温側で遅くなるように制御することを特徴とする像加熱装置。

誘導加熱を用いた像加熱装置において、回転加熱体の材料として被加熱材加熱温度近傍にキュリー点を設定したもの（整磁合金）を用いて加熱開始させた場合に、励磁コイルを回転発熱体に装着した状態で測定された励磁コイルの抵抗値の温度特性が極大となる温度以降で回転加熱体の発熱効率が低下し、回転加熱体の昇温速度が低下することによるウォームアップの遅延を低減もしくは防止することができる。

（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成模式図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用、レーザー走査露光方式の装置（複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機能機等）である。

２０は画像形成装置本体（以下、装置本体と記す）である。２１は原稿読取装置（イメージスキャナ）、２２は領域指定装置（デジタイザー）であり、何れも装置本体２０の上面側に配設してある。原稿読取装置２１は該装置の原稿台上に載置した原稿面を走査照明系により走査し、原稿面からの反射光をＣＣＤラインセンサ等の光センサにより読取ることにより画像情報を時系列電気デジタル画素信号に変換する。領域指定装置２２は原稿の読取領域等の設定を行ない、信号を出力する。２３は制御部（ＣＰＵ）である。制御部２３は、原稿読取装置２１、領域指定装置２２、プリントコントローラ２４等から信号を受けて、作像機構の各種プロセス機器に指令を送る信号処理や所定の作像シーケンス制御を司る。

２５は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。感光ドラム２５は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。感光ドラム２５はその回転過程で、帯電装置２６により所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。そして、その一様帯電面に対して画像書き込み装置２７による像露光Ｌがなされる。これにより一様帯電面の露光明部の電位が減衰して感光ドラム面に露光パターンに対応した静電潜像が形成される。画像書き込み装置２７は本例の場合はレーザースキャナーであり、制御部２３において信号処理された画像データに従って変調したレーザー光Ｌを出力し、回転する感光ドラム２５の一様帯電面を走査露光して画像情報に対応した静電潜像を形成する。

次いで、その静電潜像が現像装置２８によりトナー画像として現像される。そのトナー画像が、感光ドラム２５と転写装置２９との対向部である転写部Ｔに給紙機構部側から所定の制御タイミングにて給送された被加熱材である紙やＯＨＰ等の記録材（以下、転写材と記す）Ｐの面に順次に静電転写される。給紙機構部は、本例の場合は、給紙カセット３１から所定の制御タイミングにて転写材Ｐを１枚分離給送する。その転写材Ｐをレジストローラ３３を含む転写材搬送路３２により転写部Ｔに所定のタイミングにて搬送する。

転写部Ｔを通った転写材Ｐは感光ドラム２５の面から分離されて、定着装置Ｆへ搬送される。定着装置Ｆは転写材Ｐ上の未定着トナー画像を永久固着画像として熱圧定着処理する。そして画像定着を受けた転写材Ｐは画像形成物（コピー、プリント）として装置本体外部の排紙トレイ３４上に排紙される。

また、転写材分離後の感光ドラム２５はクリーニング装置３０により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清掃されて繰り返して作像に供される。

（２）定着装置Ｆ
この定着装置Ｆは、励磁コイルを有する磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導加熱されかつ回転可能な誘導発熱体（回転加熱体）と、加圧部材（回転加圧体）とで加熱圧接することで記録材にトナーを定着する誘導加熱方式の像加熱装置において、誘導発熱体は定着温度近傍にキュリー点を有した整磁合金であり、前記誘導発熱体もしくは周辺の温度を検知する温度検知手段とを有しており、前記誘導発熱体及び前記加圧部材は回転しており、前記温度検知手段により前記誘導発熱体の温度が、誘導発熱体と励磁コイルを装置に組み込んだ状態での励磁コイルの両端にかかるインピーダンスの温度特性が極大となる温度（以下電力低下点と呼ぶ）に上昇したことを検知して、立ち上げ開始時に比べ前記誘導発熱体の回転を遅くする制御を行い、前記温度検知手段により前記誘導発熱体の温度が定着温度に到達したことを検知して、電力低下点にて遅くした回転制御に比べ前記誘導発熱体の回転を速くする制御を行うことを特徴とする加熱装置である。

（２−１）定着装置Ｆの全体的な概略構成
図２は定着装置Ｆの要部の拡大横断面模型図、図３は要部の正面模型図である。この定着装置Ｆは、加熱ローラ型で、電磁誘導加熱方式の加熱装置である。

１は加熱回転体としての定着ローラ（熱ローラ）である。この定着ローラ１は誘導発熱体（導電性磁性材）製の円筒状ローラである。外周面にはフッ素樹脂等の離型層を形成してある。

２は加圧回転体としての加圧ローラである。この加圧ローラ２は、軸芯２ａと、該軸芯に同心一体にローラ状に形成具備させたシリコンゴム層等の弾性体層２ｂとからなる弾性ローラである。

上記の定着ローラ１と加圧ローラ２は上下に並行に配列して、定着装置フレームの手前側と奥側の側板４１間にそれぞれ軸受４２を介して回転自在に保持させるとともに、加圧ローラ２を定着ローラ１の下面に対して不図示の付勢手段により弾性体層２ｂの弾性に抗して所定の押圧力にて圧接させてローラ回転方向に関して所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。定着ローラ１を加圧ローラ２に対して圧接させる構成にすることもできる。

Ｇは定着ローラ１の一方側の端部に固着させたドライブギアである。このドライブギアＧに駆動源Ｍから伝達系を介して回転力が伝達されることで、定着ローラ１が図２において矢印ａの時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。加圧ローラ２はこの定着ローラ１の回転駆動に従動して矢印の反時計方向に回転する。

３は磁束（磁場）発生手段としてのコイル・アセンブリであり、定着ローラ１の中空部内に挿入して配設してある。

コイル・アセンブリ３は、ボビン４、磁性コア５、励磁コイル（誘導加熱コイル）６、絶縁材製のステー７等の組み立て体である。磁性コア５はボビン４に形成した通孔に挿入してある。励磁コイル６はボビン４の周囲に銅線を巻回して形成してある。このボビン４、コア５、励磁コイル６のユニットをステー７に固定支持させてある。そして、このコイル・アセンブリ３を定着ローラ１の中空部内に挿入して、ステー７の両端部をそれぞれ定着装置フレーム側の固定部材４３に不動に支持させることで、定着ローラ１の中空部内に非接触の状態で所定の位置・姿勢にて配設してある。

磁性コア５としては、透磁率が大きく自己損失の小さい材料がよく、例えばフェライト、パーマロイ、センダスト等が適している。ボビン４は、磁性コア５と励磁コイル６とを絶縁する絶縁部としても機能している。

励磁コイル６は加熱に十分な交番磁束を発生するものでなければならないが、そのためには抵抗成分が低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。励磁コイル６の芯線としてφ０．１〜０．３の細線を略８０〜１６０本ほど束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。また磁性コア５を周回するようにボビン４の形状に合わせて横長舟型に複数回巻回して励磁コイルとしてある。励磁コイル６は定着ローラ１の長手方向に巻かれている。６ａ・６ｂは上記励磁コイル６の２本の外方引出しリード線であり、駆動電源（励磁回路）３５に接続してある。

８は定着ローラ１の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ（温度検知手段）であり、定着ローラ１に接触させて、又は非接触に近接させて配設してある。９は定着ローラ１に接触させて、又は非接触に近接させて配設したサーモスタット等の安全素子である。１０は分離爪であり、定着ニップ部Ｎを出た転写材Ｐが定着ローラ１に巻き付くのを抑え、定着ローラ１から分離させる役目をする。

前記のボビン４、ステー７、分離爪１０は、例えば液晶ポリマー、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドなどの耐熱および電気絶縁性エンジニアリング・プラスチックから形成されている。

画像形成装置本体のメイン電源スイッチは投入されているが、画像形成装置本体が画像形成開始信号の入力待ちをしている待機状態時において、定着装置Ｆは定着ローラ１の回転駆動は停止されており、また励磁コイル６への通電も停止されている。画像形成開始信号が入力すると、制御部２３は装置本体の所定の前回転動作を実行する。定着装置Ｆについては、所定の制御タイミングにおいて、定着ローラ１の回転駆動を開始させると共に、駆動電源３５から励磁コイル６への電力供給を開始する。加圧ローラ２は定着ローラ１の回転駆動に従動して回転する。そして、励磁コイル６に生じる高周波磁界で定着ローラ１が電磁誘導作用により加熱されて、所定の定着可能温度まで温度立ち上げがなされる。定着ローラ１の温度が温度センサ２０により検出され、その検出温度情報が制御部２３に入力する。制御部２３は入力する温度情報により駆動電源３５を制御し定着ローラ１の温度を所定の定着可能温度に制御する。そして、温度制御された定着ローラ１と加圧ローラ２の定着ニップ部Ｎに、作像機構部側から未定着トナー画像ｔを担持した転写材Ｐが導入されて、定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。転写材Ｐが定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく過程において、定着ローラ１の熱と、定着ニップ部Ｎの圧力により未定着トナー画像ｔが転写材Ｐの面に永久固着画像として定着される。

サーモスタット等の安全素子１０は定着装置の熱暴走時に駆動電源３５から励磁コイル６への給電回路を緊急遮断する。

（２−２）定着ローラ１の温度立ち上げ過程時の制御
定着ローラ１を構成させた誘導発熱体の材質は、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒなどで構成される整磁合金であり、定着温度近傍にてキュリー点を持つよう設定している。

図４と図５及び図７により、定着ローラ１を像加熱するために昇温開始してから所定の像加熱可能温度まで加熱するウォーミングアップ期間（加熱過程時）における、定着ローラ温度、励磁コイル供給電力、定着ローラ回転数（回転速度）の関係と、制御動作の概略シーケンスを説明する。

図４は、従来例としてウォーミングアップ期間の定着ローラの回転速度を一定速度で回転させた場合と、本実施例として途中まで定着ローラの回転速度を速くし、途中から回転速度を遅くした場合の温度上昇プロファイルの比較である。

記録材への加熱を行なわない待機状態から時点Ｔ１において、定着ローラ１を回転させながら励磁コイル６への電力投入を開始すると、定着ローラ１の温度は上昇し始める。ところが、定着ローラ１を構成させた誘導発熱体として整磁合金を用いた場合定着温度近傍にキュリー点を設定すると、時点Ｔ２の電力低下点近傍において定着ローラ１の磁性が消失し始めるため、定着ローラ１のインピーダンスもそれに伴い変化し電力が投入しづらくなっていく。電力低下点とは、配合した材料にもよるが、設定したキュリー点に対しおおよそ５０〜６０℃下の温度以上の温度域（所定の像加熱温度（ここでは定着温度）よりも低い温度で昇温速度が低下する温度領域）にある。

本実施例では、キュリー温度（透磁率が１となる温度）は定着温度以上装置の耐熱温度よりも小さくしている。よって、この作用により加熱開始当初から一定の回転スピードのままでは所望の温度まで到達するのにかかる時間が長くなってしまう（時間Ｔ１→Ｔ４：破線の温度勾配による立ち上がり時間）。

また、加圧ローラ２の温度も定着プロセス上大きく影響するため、ある程度の加熱（必要最低加圧ローラ温度）は必要である。

そこで、本実施例では、ウォーミングアップ期間において、定着ローラ１と加圧ローラ２を接触して回転させることで、加圧ローラを温めておき、更に定着ローラ１の回転速度を２段階設ける（複数の回転速度を設ける）。

即ち、制御部２３は加熱開始から電力低下点までの加熱期間（もしくは定着ローラ１の温度が比較的低温時である加熱期間）では、実線で示したように所定の第一の速度で回転制御し、温度センサ２０により検出した信号にて定着ローラ１の温度が電力低下点まで上昇したことを検知すると（時点Ｔ２）、定着ローラ４の回転を第一の速度よりも遅い第二の回転速度となるように制御を行う。

このように、電力低下点以下の温度であれば定着ローラの発熱効率は高い状態であり、連続して最大電力が投入できるため、電力低下点に到達するまでの回転スピードを速くする（Ｔ１→Ｔ５）もしくは定着ローラが高温時に比べて回転速度を速くする。これにより加圧ローラへの熱伝導が増し加圧ローラ温度の上昇が早くなる。一方、回転速度を速めることで、加圧ローラとは逆に定着ローラの温度上昇は遅くなり、結果として定着ローラの温度が電力低下点に到達するまでの時間が長くなり最大電力の投入時間を長くすることができる。加圧ローラに温度上昇（供給する熱量）を、定着ローラ１の温度が低く発熱効率が高いときに行い、発熱効率が低下しているときには加圧ローラ側は定着のために必要な温度であるので回転速度を遅くし、定着ローラを重点的に加熱させる。こうすることで加圧ローラと定着ローラを含めてトータル的に見れば一定回転時に比べ電力を多く投入することができ、効率を良くすることが可能となる。

よって、電力低下点まで温度上昇し電力が入りづらくなる前に所定の第一の速度で回転させ、定着ローラ１と共に加圧ローラ２の温度も上昇させる。そして、時点Ｔ２から定着ローラ１の回転を遅い速度（第二の回転速度）にすることで、逆に定着ローラの温度上昇を速め、加圧ローラ側には極力必要最低限の熱量だけを付与するようにする。このように温度勾配を制御した後、制御部２３が定着ローラ１の温度が定着可能となったことを温度センサ２０にて検知した時点Ｔ３で、定着ローラ１の回転を定着プロセスに応じた所望の速い回転に変化させる。

そして、定着温度到達を検知した時点で回転を速くすることにより、遅延することなく通紙を開始する（Ｔ３）ことが可能となる。

本実施例では一例として定着ローラ（加熱回転体）と加圧ローラ（加圧回転体）による構成にて記載しているが、例えば定着ローラまたは定着ベルトと加圧ベルトの構成などでも同様で、加熱する側が周辺部材と接触している構成においては電力低下に伴う温度勾配の補正効果が得られる。

また、図４では、一例として、定着ローラ１の加熱開始時の定着ローラ回転スピードと通紙時の定着ローラ回転スピードは同等として示しているが、図６の（ａ）に示すように、通紙時の定着ローラ回転スピードに比べ定着ローラ加熱開始時の定着ローラ回転スピードを遅くすればより定着ローラ１の加熱立ち上げ時間は早くなる。逆に、（ｂ）に示すように、通紙時の定着ローラ回転スピードに比べ加熱開始時の定着ローラ回転スピードを速くすればより周辺部材が充分に温まるため連続通紙による温度低下を防ぐ効果が得られる。ここで、第一の回転速度としては、騒音や、耐久的な観点から、最大サイズ（通常サイズ）記録材を加熱時の加熱ローラの回転速度の２倍以下が好ましい。また、第一の回転速度の下限値としては、定着ローラが所定の像加熱温度に達したときに加圧ローラの温度が必要最低加圧ローラ温度になるように加熱ローラを一定速度で回転させた場合の回転速度よりも速い回転速度が必要となる。また、第二の回転速度の下限値としては、温度ムラの観点から最大サイズ記録材を加熱時の加熱ローラの回転速度の１／８程度の回転速度の速度が好ましい。より好ましくは最大サイズ記録材を通紙時の回転速度に比べ１／２〜１／４程度の回転速度が望ましい。また間欠回転制御でも良い。また、第二の回転速度の上限値としては、第一の回転速度より遅ければよい。

（２−３）電力低下のメカニズム及び測定方法
ここで、前記の定着ローラ１の電力低下のメカニズム及び測定方法について説明する。一般に、誘導発熱体である定着ローラ１の抵抗値は式１で表されるとおり、周波数が一定の場合は透磁率μと抵抗率ρで決まり、一般に抵抗率は温度上昇に伴って緩やかに増加する。

図８は本実施例の定着ローラ１に励磁コイルを装着した状態で励磁コイルの抵抗値（以後コイルからみた定着ローラ１のみかけの抵抗値とも呼ぶ）の温度依存性曲線を示した図である。本実施例では、定着ローラ１の材料として所定の温度にキュリー温度を調整した整磁合金を用いることによって、キュリー温度を定着温度以上装置の耐熱温度よりも小さくしている。そのため、加熱ローラの温度がキュリー温度近傍に達すると透磁率が急激に減少し、図８ようにコイルからみた定着ローラ１の抵抗値は、装置の耐熱温度よりも低い温度範囲において減少し発熱量が低下する。即ち、昇温速度が低下する温度は定着ローラ１の抵抗値が極大となる温度である。

ここで、定着ローラ１に励磁コイルを装着した状態で励磁コイルの抵抗値が極大をとる点を電力低下点とし、この温度より低い温度では発熱効率がよいため、加圧ローラ２の温度を温める為に回転させ、電力低下点以上ではウォームアップタイムを短縮するため定着ローラ１の回転速度を遅くする。

また、従来のように温度と共に抵抗値が上昇する加熱ローラと違って、温度上昇に伴って発熱効率（発熱量）が低減するため非通紙部昇温を低減することができる。また、透磁率の減少に伴い、渦電流量も減少するため、発熱量は急激に低下する。

また、所定の定着温度以上装置の耐熱温度よりも低い温度範囲において、キュリー温度となるように設定している。こうすることで定着ローラ１が定着温度以上に達した場合の発熱量を下げることができ、非通紙部昇温を低減することができる。

（２−４）定着ローラのみかけの抵抗値及びその温度依存性の測定方法
定着ローラ１のみかけの抵抗値（表皮抵抗）Ｒｓは、磁束発生手段３を定着ローラに装着した状態での励磁コイル６に交流を流したときの励磁コイル６の抵抗値と励磁コイルを定着ローラに装着しない状態で測定したときの抵抗値との差に相当する。

このみかけの抵抗値の測定方法、及び抵抗値の温度依存性は以下のように測定する。

アジレント社製のＬＣＲメータ（型番ＨＰ４１９４Ａ）を用いて、周波数２０ｋＨｚの交流を印加した際の定着ローラ１の抵抗値を測定した。このとき、定着ローラ１、磁束発生手段である励磁コイル６、磁性コア５は定着装置（加熱装置）に装着された状態で測定するものとする。このとき定着ローラの温度を変えていき、温度と定着ローラの抵抗値を同時にプロットしていくことで定着ローラの抵抗値の温度特性曲線を得ることができる。

また、定着ローラの温度を変えるには、恒温室に定着ローラ１及び磁束発生手段３を装置に装着させた位置関係に保った状態にして定着ローラ１の温度を変化させ、定着ローラ温度を恒温室の温度に飽和させてから上記の測定法で抵抗値を測定する。厳密には、測定値からコイル単体の抵抗分を引いた値が定着ローラのみかけの抵抗値Ｒｓであるが、コイル単体の抵抗は温度によらずほぼ一定とみなせるため、測定値の温度依存性の極大点はＲｓの温度依存性の極大点とみなせる。

（２−５）キュリー温度の測定
また、キュリー温度の測定は以下のように行なう。岩通計測株式会社製のＢ−Ｈアナライザー（型番：ＳＹ−８２３２）を用いて測定した。測定試料に装置の所定の一次コイルと二次コイルを巻きつけて周波数２０ｋＨｚで測定する。測定試料はコイルが巻きつけられる形状であれば構わない。

試料にコイルを設定したら、恒温室に試料を入れて温度を飽和させ、その温度における透磁率をプロットする。恒温室の温度を変えてやることで透磁率の温度依存性曲線が得られる。このとき透磁率が１となる温度をキュリー温度とする。ここで、透磁率が１となる温度は以下のように求める。恒温室の温度を上昇させていき、ある温度で透磁率が変化しなくなる。この温度を透磁率が１となった温度（キュリー温度）とみなす。

本実施例の定着装置は、励磁コイルを有する磁束発生手段と、磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導加熱されかつ回転可能な誘導発熱体（回転加熱体）と、加圧部材（回転加圧体）とで加熱圧接することで記録材にトナーを定着する像加熱装置において、前記誘導発熱体は定着温度近傍にキュリー点を有した整磁合金であり、前記誘導発熱体及び前記加圧部材は回転しており、時間計測手段を有しており、立ち上げ開始時に比べ一定時間経過後に前記誘導発熱体の回転を遅くする制御を行い、電力低下点にて遅くした回転制御に比べ一定時間経過後に前記誘導発熱体の回転を速くする制御を行うことを特徴とする像加熱装置である。

すなわち、前記の実施例１では、定着ローラ１の温度立ち上げ期間時の制御を温度センサ２０が検出する定着ローラ温度情報に基づいて行ったが、本実施例２では定着ローラ１の温度立ち上げ期間時の制御を予め定めたタイマー時間に従って制御を行う。

定着ローラ１や加圧ローラ２と、励磁コイル６や磁性コア５による磁場発生手段３にて構成される定着装置は、組みあがった状態では機械的な位置のずれなどが非常に小さいため投入する電力は通常同じとなる。よって、電力低下点までの時間（Ｔ１→Ｔ２）や電力低下点から定着温度までの時間（Ｔ２→Ｔ３）もおおよそ一定となるため予想ができ、時間での制御が可能である。

図９は、本実施例における、定着ローラ１の温度立ち上げ期間時の制御動作の概略シーケンスである。制御部２３にはタイマー３６（図１・図３）より時間信号が送られる。制御部２３は、図４・図８のように、加熱開始時Ｔ１から一定時間経過後（Ｔ１→Ｔ２）に定着ローラ１の回転を遅く制御する。更に一定時間経過後（Ｔ２→Ｔ３）定着ローラの回転を速く制御することにより通紙が開始（Ｔ３）できる。時間はタイマー３６より制御部２３に信号が送られて定着ローラ１の回転を制御する。特にこの場合では、定着ローラ１がキュリー点になると自己温度制御が働くため時間制御と組み合わせることで温度センサ２０なしでも安定した定着が行える。

ここで、本発明に係る像加熱装置は、実施例の画像加熱定着装置に限られず、未定着画像を記録材に仮定着する仮定着装置、定着画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等の像加熱装置として用いても有効である。

また、本発明において、被加熱材への加熱を行なわない待機状態から所定の被加熱材加熱可能温度まで前記回転加熱体を加熱する期間には、画像形成装置本体のメイン電源が投入されたときに実行される前多回転動作時の定着装置（加熱装置）のウォームアップ期間も含む。

実施例１における画像形成装置の概略構成図 実施例１における定着装置の要部の拡大横断面模型図 同じく要部の正面模型図 定着ローラの温度勾配図と投入電力と回転数を示した図 定着ローラ立ち上げ時の概略動作シーケンスを示した図 定着ローラの回転数を示した図 定着ローラの温度勾配図と投入電力と回転数を示した図 定着ローラの抵抗値の温度依存性曲線を示した図 実施例２における定着ローラ立ち上げ時の概略動作シーケンスを示した図 従来の構成を示した図

符号の説明

Ｆ・・定着装置（像加熱装置）、１・・定着ローラ（回転加熱体）、２・・加圧ローラ（回転加圧体）、３・・コイル・アセンブリ（磁束発生手段）、５・・磁性コア、６・・励磁コイル、７・・ステー、８・・温度センサ、９・・サーモスタット、１０・・分離爪、Ｐ・・記録材、ｔ・・トナー、２０・・画像形成装置本体、２１・・原稿読取装置、２２・・デジタイザー、２３・・制御部（ＣＰＵ）、２４・・プリントコントローラ、２５・・感光ドラム、２７・・画像書き込み装置、２８・・現像装置、２９・・転写装置、３５・・駆動電源、３６・・タイマー

Claims (4)

1. 励磁コイルを有する磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱し、前記励磁コイルを装置に装着した状態での前記励磁コイルの抵抗の温度依存性が所定の像加熱可能温度よりも低い温度で極大点をもつ回転発熱体と、前記回転発熱体に対してニップを形成し加圧する回転加圧体と、を有し、像加熱処理を行うために前記回転発熱体を前記所定の像加熱可能温度まで昇温させるウォームアップ期間において前記回転発熱体と前記回転加圧体を接触回転させる加熱装置において、前記ウォームアップ期間中での前記回転発熱体の回転速度を低温側では速く回転させ、高温側で遅くなるように制御することを特徴とする像加熱装置。
2. 前記回転加熱体の温度が所定温度に到達したら前記回転発熱体の回転速度を遅くする、もしくは前記ウォーミングアップ期間中の加熱時間が所定時間経過したときに前記回転発熱体の回転速度を遅くするように制御することを特徴とする請求項１記載の像加熱装置。
3. 前記所定温度は前記温度特性の極大となる温度以下であることを特徴とする請求項２記載の像加熱装置。
4. 前記回転発熱体のキュリー温度が前記像加熱可能温度以上装置の耐熱温度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の像加熱装置。