JPH10213987A

JPH10213987A - 定着装置

Info

Publication number: JPH10213987A
Application number: JP1798597A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kanazawa; 祥雄金澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-11
Anticipated expiration: 2017-01-31
Also published as: JP3646450B2

Abstract

(57)【要約】【課題】省電力化が図れ、ウォームアップ開始からグ
ロスむらや定着不良等の画質欠陥を生ずることなく定着
できるようになるまでの時間を短くすることができる定
着装置を提供する。【解決手段】制御部１８は、ウォームアップ中に定着
ローラ１１を所定の回転速度で回転させながら定着ロー
ラ１１を加熱するようヒータドライバ１５およびローラ
駆動部１７を制御する。定着温度に達した時点で定着ロ
ーラ１１の周面の温度差が小さくなっているため、ウォ
ームアップ開始からグロスむらや定着不良等の画質欠陥
を生ずることなく定着できるようになるまでの時間が短
かくなる。定着ローラ１１側のみに熱源としてのヒータ
１４を持たせることで、定着ローラ１１と加圧部材１３
の双方に熱源を持たせたのと比較して省電力化が図れ
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、電子写真複写機、
プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を利用した電
子写真装置に適用され、記録シート上の未定着トナー像
を加熱加圧により定着する加熱加圧ローラ型の定着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】定着装置としては、従来より、一対のロ
ーラ間のニップ領域に未定着トナー像を担持した記録シ
ートを通過させることにより、定着を行う加熱加圧ロー
ラ型の定着装置が多用されている。

【０００３】図１４はその定着装置を示す。この定着装
置１は、軸受により回転自在に保持された定着ローラ２
と、軸受により回転自在に保持され、かつ加圧ばねによ
って定着ローラ２に圧接する加圧ローラ３と、定着ロー
ラ２に内装され、定着ローラ２を加熱するヒータ４と、
ヒータ４への通電を行うヒータドライバ５と、定着ロー
ラ２の表面温度を検出する温度センサ６と、定着ローラ
２を回転駆動するローラ駆動部７と、温度センサ６の検
出温度に基づいてヒータドライバ５を制御するととも
に、ローラ駆動部７を制御する制御部８を有して構成さ
れている。定着ローラ２は、中空のアルミニウムからな
るコア２ａの外周面にＨＴＶ（High Temperature Vulca
nization）シリコーンゴム等の弾性体層２ｂを形成し、
その弾性体層２ｂの外周面にＲＴＶ（Room Temperature
Vulcanization）シリコーンゴム等の離型性層２ｃを形
成している。加圧ローラ３は、金属からなるコア３ａの
外周面にシリコーンゴム等の弾性体層３ｂを形成し、そ
の弾性体層３ｂの外周面にＰＦＡやＰＴＦＲ等の離型性
層をコーティングしている。

【０００４】上記構成の定着装置１において、制御部８
に記録開始信号が入力されると、制御部８は、定着ロー
ラ２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。すなわち、ヒー
タドライバ５を制御してヒータ４への通電をオンする。
ヒータ４への通電によりヒータ４が加熱し、定着ローラ
２の表面温度が上昇する。温度センサ６が検出している
定着ローラ２の表面温度が定着温度に達すると、ウォー
ムアップを終了する。ウォームアップ終了後は、制御部
８は、定着ローラ２の表面温度が定着温度を保つよう温
度センサ６の検出温度に基づいてヒータドライバ５のフ
ィードバック制御を行う。ヒータドライバ５は、制御部
８のフィードバック制御によりヒータ４への通電をオン
オフする。また、制御部８は、ローラ駆動部７を制御し
て定着ローラ２を定着時の回転速度（定着速度９で駆動
する。定着ローラ２が回転すると、加圧ローラ３も定着
ローラ２に従動して回転する。未定着トナー像を担持し
た記録シートＰが搬送路９に沿って搬送され、定着ロー
ラ２と加圧ローラ３の間のニップ領域９ａを通過する
と、未定着トナー像が記録シートＰ上に加熱加圧されて
定着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の定着装
置１によると、室温に近い温度からヒータ４への通電を
開始し、定着ローラ２が定着温度に達するまで定着ロー
ラ２が停止しているため、定着ローラ２の加圧ローラ３
と接触していた部分が加圧ローラ３に熱を奪われ、局所
的に温度が低くなる。この状態で直ちに定着ローラ２を
回転させて未定着トナー像の定着を行った場合、定着ロ
ーラ２の局所的に温度の低い部分で定着された箇所にグ
ロスむらや定着不良等の画質欠陥が生ずるという欠点が
あった。特に、定着ローラ２を薄肉にして低熱容量化
し、ウォームアップ開始からウォームアップ終了までの
時間（ウォームアップ時間）を短くした場合、定着ロー
ラ２の加圧ローラ３に接触していた部分と接触していな
い部分の温度差が大きくなり、グロスむらや定着不良等
の画質欠陥が顕著に現れやすい。一方、ウォームアップ
中に定着ローラ２を定着時の回転速度で回転させておけ
ば、定着ローラ２の周方向にわたって熱を奪われるの
で、定着ローラ２の周面の温度差はなくなるが、ウォー
ムアップ時間が長くなるという問題を生ずる。また、定
着ローラ２と加圧ローラ３の双方に熱源を持たせてそれ
ぞれのローラ２，３を加熱し、定着ローラ２の周面の温
度差をなくす方法もあるが、消費電力の増大とコストア
ップを招くという問題を生ずる。

【０００６】従って、本発明の目的は、省電力化が図
れ、ウォームアップ開始からグロスむらや定着不良等の
画質欠陥を生ず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ができる定着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、上記目的を達
成するため、互いに圧接された定着ローラと加圧部材を
備え、前記定着ローラと前記加圧部材との圧接部に未定
着トナー像を担持した記録媒体を通過させることによ
り、前記未定着トナー像を前記記録媒体に加熱加圧定着
させる定着装置において、前記定着ローラの温度を検出
する検出手段と、前記定着ローラを回転駆動する駆動手
段と、前記定着ローラの回転速度を制御する制御手段と
を備え、前記制御手段は、定着時に用いる第１の速度
と、前記第１の速度より低速の第２の速度とを設定し、
前記検出手段が検出する前記温度が定着可能な温度に達
するまでの前記定着ローラのウォームアップ中に、前記
駆動手段を制御して前記定着ローラを前記第２の速度で
回転させることを特徴とする定着装置を提供する。ウォ
ームアップ中に定着ローラを回転させずに定着ローラを
加熱すると、ウォームアップ開始から温度センサが検出
する定着ローラの表面温度が定着可能な温度（以下「定
着温度」という。）に達するまでの時間（以下「ウォー
ムアップ時間」という。）は、例えば１５秒と短いが、
定着ローラが定着温度に達した時点では定着ローラの周
面上の最大温度と最低温度との温度差が大きいため、ウ
ォームアップ開始から定着可能（グロスむらや定着不良
等の画質欠陥を生じることなく定着できる温度差）とな
るまでの時間が例えば２５秒と長くなる。一方、ウォー
ムアップ中に定着ローラを定着時の回転速度で回転させ
ながら定着ローラを加熱すると、定着ローラが定着温度
に達した時点で定着ローラの周面の温度差は画質欠陥を
生じない温度差となるが、ウォームアップ開始から定着
可能となるまでの時間が例えば２２秒と長くなる。そこ
で、本発明の構成のように、ウォームアップ中に定着ロ
ーラを所定の回転速度で回転させながら定着ローラを加
熱すると、定着ローラが定着温度に達した時点で定着ロ
ーラの周面の温度差は画質欠陥を生じない温度差とな
り、ウォームアップ開始から定着可能となるまでの時間
が例えば１７秒と短かくなる。また、定着ローラ側のみ
に熱源を持たせることで、定着ローラと加圧部材の双方
に熱源を持たせたのと比較して省電力化が図れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１(a) は本発明の第１の
実施の形態に係る定着装置の構成図、同図(b) は同図
(a) のＡ部拡大図である。この定着装置１０は、不図示
の軸受により回転自在に保持された定着ローラ１１と、
この定着ローラ１１に圧縮コイルばね等の付勢部材１２
の押圧力によって例えば３０ｋｇで定着ローラ１１に圧
接する加圧部材１３と、定着ローラ１１に内装され、定
着ローラ１１を加熱する例えば８００Ｗのハロゲンラン
プ等のヒータ１４と、ヒータ１４への通電を行うヒータ
ドライバ１５と、定着ローラ１１の表面温度を検出する
サーミスタ等の温度センサ１６と、定着ローラ１１を回
転駆動するローラ駆動部１７と、温度センサ１６の検出
温度に基づいてヒータドライバ１５を制御するととも
に、ローラ駆動部１７を制御する制御部１８Ａを有して
概略構成されている。

【０００９】定着ローラ１１は、薄肉にして低熱容量化
したものであり、例えば、外径３０ｍｍ，肉厚０．３５
ｍｍ，長さ３６０ｍｍを有し、円筒状の金属からなるコ
ア１１０の外周面に、ＬＴＶ（Ligh Temperature Vulca
nization）シリコーンゴム等を例えば厚さ２００μｍで
ディップコーティングして離型性層１１１を形成したも
のであり、コア１１０に上記ヒータ１４を内装し、離型
性層１１１の表面に上記温度センサ１６を当接させてい
る。

【００１０】加圧部材１３は、定着ローラ１１に接触配
置されたエンドレスベルト１３０と、エンドレスベルト
１３０を付勢部材１２の押圧力によって定着ローラ１１
に圧接する圧力パッド１３１とから構成されている。ま
た、エンドレスベルト１３０と圧力パッド１３１との間
には、両者間の摩擦力を低減するための潤滑剤（信越化
学株式会社製Ｇ−４０グリース）を介在させている。

【００１１】エンドレスベルト１３０は、例えば、周長
９４ｍｍ，肉厚７５μｍ，幅３２０ｍｍを有し、熱硬化
性ポリイミドを基材１３０ａとし、この基材１３０ａの
外周面にＰＦＡを例えば厚さ３０μｍでコーティングし
て離型性層１３０ｂを形成している。定着ローラ１１へ
のエンドレスベルト１３０の巻付け角度は約４５°とな
り、ニップ領域１９ａの幅は約１０ｍｍとなる。

【００１２】圧力パッド１３１は、ベルト１３０を円滑
に走行させるための例えば長さ３６０ｍｍの楕円管状の
ベルト走行ガイド１３２と、ベルト走行ガイド１３２の
上部に長さ３２０ｍｍにわたって設けられた切欠き部１
３２ａに固定された断面凹状の例えば長さ３２０ｍｍの
支持体１３３と、支持体１３３の凹部１３３ａに固定さ
れた弾性体１３４と、弾性体１３４のベルト接触面１３
４ａに付着された低摩擦フィルム１３５とから構成され
ている。ベルト走行ガイド１３２の両端には、ベルト１
３０の寄りを規制する不図示の鍔部を設けている。弾性
体１３４は、例えば、幅１０ｍｍ，肉厚５ｍｍ，長さ３
２０ｍｍを有するシリコーンゴムスポンジからなる。低
摩擦フィルム１３５には、例えばテフロン樹脂を含浸さ
せたガラス樹脂シートを用いることができる。

【００１３】制御部１８Ａは、記録開始信号が入力され
ると、定着ローラ１１の加熱を開始するとともに、定着
ローラ１１を記録シートＰの定着時の回転速度（定着速
度）（例えば周速度１６０ｍｍ／ｓ）より遅い所定の回
転速度（例えば周速度１０〜６０ｍｍ／ｓ）で回転させ
るウォームアップを行うようになっている。また、制御
部１８は、温度センサ１６が検出している定着ローラ１
１の表面温度が定着温度（例えば１５０℃）に達する
と、ウォームアップを終了し、定着ローラ１１の表面温
度が定着温度を保つよう温度センサ１６の検出温度に基
づいてヒータドライバ１５のフィードバック制御を行う
とともに、定着ローラ１１が定着速度で回転するようロ
ーラ駆動部１７を制御するようになっている。

【００１４】次に、ウォームアップ中の定着ローラ１１
の回転速度を定着速度（周速度１６０ｍｍ／ｓ）より遅
い所定の回転速度（１０〜６０ｍｍ／ｓ）としたことの
根拠について説明する。

【００１５】図２は比較例１としてウォームアップ終了
後に定着ローラ１１を定着速度（１６０ｍｍ／ｓ）Ｖ_C1
で回転させた場合の定着ローラ１１の温度変化を測定し
たものである。同図に示すように、定着ローラ１１を回
転させずにウォームアップを行うと、ウォームアップ時
間ｔｗは約１５秒と短い。しかし、その後は、定着ロー
ラ１１の表面温度が同図の点線枠Ｂで囲んだように脈動
する。これは、温度センサ１６が当接していた定着ロー
ラ１１の部分は、ウォームアップ開始から約１５秒で定
着温度に達するが、ベルト１３０に接触していた定着ロ
ーラ１１の部分、すなわち、ニップ領域１９ａにあった
部分は、ベルト１３０への放熱が大きいため、ニップ領
域１９ａ以外の領域よりも温度が低いことからこのよう
な挙動を示したものである。実際、定着ローラ１１のニ
ップ領域１９ａにあった部分は、他の部分よりも３０℃
低い１２０℃であった。このように定着ローラ１１の周
面の温度差が大きいまま未定着トナー像を担持した記録
シートＰがニップ領域１９ａに入ると、定着ローラ１１
の温度が低い部分で定着された箇所だけグロスむらや定
着不良等の画質欠陥を生ずる。また、定着ローラ１１の
周面の温度差が問題なく定着できる温度差は、トナーの
種類によって異なり、富士ゼロックス社製カラー複写機
(A Color 935/930) 用のトナーを用いた場合は、５℃以
下となる。従って、定着温度に達してから定着ローラ１
１の周面の温度差が問題なく定着できる温度差（５℃以
下）になるのに約１０秒要し、結果的にウォームアップ
開始から定着可能となるまでの時間ｔａは約２５秒要す
る。

【００１６】図３は比較例２としてウォームアップ開始
と同時に定着速度（１６０ｍｍ／ｓ）Ｖ_C1で回転させた
場合の定着ローラ１１の温度変化を測定したものある。
ウォームアップ開始と同時に定着ローラ１１を定着速度
Ｖ_C1で回転させると、定着ローラ１１の全周面から加圧
部材１３へ放熱されるため、定着ローラ１１の温度むら
はほぼなくなる。しかし、加圧部材１３への放熱量が多
いため、ウォームアップ時間ｔｗは約２２秒と比較例１
より７秒長くなる。

【００１７】図４は温度センサ１６の検出温度が定着温
度に達した時の定着ローラ１１の周面の温度差をウォー
ムアップ中の定着ローラ１１の回転速度を変化させて測
定したものである。同図から明らかなように、定着ロー
ラ１１の回転速度の増加とともに、定着ローラ１１の周
面の温度差は減少することが分かる。定着ローラ１１の
全周面から加圧部材１３へ放熱させるためにウォームア
ップ中に少なくとも定着ローラ１１を１回転させる必要
がある。定着ローラ１１の周面の温度差を５℃以下にす
るためには、ウォームアップ中の定着ローラ１１の回転
速度を２２ｍ／ｓ以上、言い換えると、ウォームアップ
中に定着ローラ１１を３〜４回転させることが望まし
い。

【００１８】図５はウォームアップ時間ｔｗをウォーム
アップ中の定着ローラ１１の回転速度を変化させて測定
したものである。同図から明らかなように、ウォームア
ップ中の定着ローラ１１の回転速度が速くなればなるほ
ど、ウォームアップ時間ｔｗが増長することが分かる。
従って、図４および図５より、定着ローラ１１の周面の
温度差が５℃以下で定着ローラ１１の回転速度が遅いこ
とが望ましいことが分かる。

【００１９】図６はウォームアップ開始から定着可能と
なるまでの時間ｔａをウォームアップ中の定着ローラ１
１の回転速度を変化させて測定したものであり、表１は
その結果をまとまたものである。

【表１】図６および表１から明らかなように、ウォームアップ中
の定着ローラ１１の回転速度を１０〜６０ｍｍ／ｓとす
ることにより、ヒータ１５への通電開始から１８秒程度
で画質欠陥を生じることなく定着が可能となることが分
かる。従って、ウォームアップ開始から定着可能となる
までの時間ｔａが比較例１では２５秒、比較例２では２
２秒であったものが、ウォームアップ中の定着ローラ１
１の回転速度を１０〜６０ｍｍ／ｓとすることで、約１
８秒と短縮することができる。

【００２０】次に、本定着装置１０の動作を図７のタイ
ムチャートを参照して説明する。図７に示すように制御
部１８に記録開始信号が入力されると、制御部１８は、
定着ローラ１１の加熱を開始するとともに、定着ローラ
１１を所定の回転速度（周速度１０〜６０ｍｍ／ｓ）Ｖ
ｗで回転させるウォームアップを行う。すなわち、制御
部１８は、ヒータドライバ５を制御してヒータ４への通
電をオンする。ヒータ４への通電によりヒータ４が加熱
し、定着ローラ１１の表面温度が上昇する。この定着ロ
ーラ１１の加熱と同時に、制御部１８は、ローラ駆動部
１７を制御して定着ローラ１１を所定の回転速度Ｖｗで
駆動する。定着ローラ１１は、所定の回転速度Ｖｗで回
転し、エンドレスベルト１３０は、定着ローラ１１に従
動して回転する。温度センサ１６が検出している定着ロ
ーラ１１の表面温度が定着温度（１５０℃）Ｔc に達す
ると、ウォームアップを終了し、制御部１８は、定常制
御を行う。すなわち、制御部１８は、定着ローラ１１の
表面温度が定着温度Ｔc を保つよう温度センサ１６の検
出温度に基づいてヒータドライバ１５のフィードバック
制御を行う。ヒータドライバ１５は、制御部１８のフィ
ードバック制御によりヒータ１４への通電をオンオフす
る。このフィードバック制御と同時に、制御部１８は、
定着ローラ１１が定着速度（周速度１６０ｍｍ／ｓ）Ｖ
_c1で回転するようローラ駆動部１７を制御する。未定着
トナー像を担持した記録シートＰが搬送路１９に沿って
搬送され、定着ローラ１１とエンドレスベルト１３０と
の間のニップ領域１９ａを通過すると、未定着トナー像
が記録シートＰ上に加熱加圧されて定着される。

【００２１】次に、第１の実施の形態の効果を説明す
る。 (イ) ウォームアップ中に定着ローラ１１を定着速度Ｖ_C1
より遅い所定の回転速度Ｖｗで回転させているので、ウ
ォームアップ開始から定着可能となるまでの時間ｔａを
必要以上に長くすることなく、定着ローラ１１の加熱を
均一に行い、ウォームアップ終了直後に定着を行っても
グロスむらや定着不良等の画質欠陥を防ぐことができ
る。 (ロ) 定着ローラ１１を低熱容量化しているので、ウォー
ムアップ開始から定着可能となるまでの時間ｔａをより
一層短くすることができる。 (ハ) 定着ローラ１１側のみに熱源を持たせているので、
定着ローラと加圧部材の双方に熱源を持たせているのと
比較して消費電力の低減とコストダウンを図ることがで
きる。 (ニ) 本定着装置１０をＩＢＴ方式やＣＴＲ方式等のカラ
ー複写機に適用した場合、画像形成開始時に記録シート
Ｐ₁が搬送されてから定着ローラ１１に達するまでに１
８秒程度要する。本定着装置１０によれば、これ以下の
時間でウォームアップを完了することが可能であるの
で、定着ローラ１１が室温にある状態でも、画像形成開
始信号が入力されてから直ちに画像形成を開始しても、
記録シートＰ₁がニップ領域１９ａに入る以前に定着ロ
ーラ１１が定着温度に達し、定着が可能となる。つま
り、待機時において定着ローラ１１を加熱しておかなく
ても済むという利点がある。 (ホ) 圧力パッド１３１とベルト１３０内周面との摩擦力
が定着ローラ１１の駆動トルクを増大させるため、圧力
パッド１３１とベルト１３０の間には、潤滑剤（信越化
学株式会社製Ｇ−４０グリース）を介在させている。こ
の潤滑剤の温度特性により図８に示すように、定着ロー
ラ１１の駆動トルクが変わる。定着ローラ１１の温度が
低い場合は、潤滑剤の粘度が高いため、駆動トルクが大
きくなる。また、この場合、定着ローラ１１の回転速度
依存性も大きく、高速では駆動トルクが非常に大きくな
る。従って、ウォームアップ中、すなわち定着ローラ１
１の温度が低い場合に、低速回転させることは定着装置
１０の最大トルクの低減にも有効である。

【００２２】図９は本発明の第２の実施の形態に係る定
着装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
この定着装置は、第１の実施の形態とは制御部１８Ａの
みが異なり、他は第１の実施例と同様に構成されてい
る。この第２の実施の形態に係る制御部は、図９に示す
ように、記録開始信号が入力されると、定着ローラ１１
の加熱を開始するが、定着ローラ１１の表面温度がトナ
ーのガラス転移温度（例えば８０℃）Ｔw に達してか
ら、定着ローラ１１を所定の回転速度（周速度１０〜６
０ｍｍ／ｓ）Ｖｗで回転させるウォームアップを行う。
ウォームアップを終了後は、第１の実施の形態と同様
に、定着ローラ１１の表面温度が定着温度Ｔｃを保ち、
定着ローラ１１が定着速度Ｖ_C1で回転するようにヒータ
ドライバ１５およびローラ駆動部１７を制御する。

【００２３】図１０は第２の実施の形態に係る定着装置
１０について、定着ローラ１１がトナーのガラス転移温
度（８０℃）Ｔw に達してから定着ローラ１１を回転さ
せた場合のウォームアップ時間ｔｗをウォームアップ中
の定着ローラ１１の回転速度を変化させて測定したもの
であり、表２はその結果をまとめたものである。

【表２】定着ローラ１１の温度がトナーのガラス転移温度Ｔｗ以
下のときに、定着ローラ１１を回転させると、クリーニ
ング部材等に残留するトナーが定着ローラ１１の周面と
擦れ、定着ローラ１１の周面を摩耗させる可能性があ
る。そこで、定着ローラ１１の温度がトナーのガラス転
移温度Ｔｗ以上に上昇してから定着ローラ１１を回転さ
せることが好ましい。例えば、富士ゼロックス社製カラ
ー複写機(AColor 935/930) 用のトナーを用いた場合
は、ガラス転移温度Ｔｗが約８０℃であるので、８０℃
から回転を開始すればよい。図１０および表２から明ら
かなように、定着ローラ１１の回転速度が２５〜５０ｍ
ｍ／ｓ付近、言い換えると、定着ローラ１１の外径が３
０ｍｍであるので、ウォームアップ中の定着ローラ１１
の回転が３〜４回転付近に最適値が存在することが分か
る。

【００２４】図１１は第３の実施の形態に係る定着装置
の構成図である。この定着装置１０は、第１の実施の形
態とは制御部のみが異なり、他は第１の実施の形態と同
様に構成されている。この第３の実施の形態に係る制御
部１８Ｂは、記録開始信号が入力されると、定着ローラ
１１の加熱を開始するとともに、定着ローラ１１を通常
の記録シートＰ₁の定着時の回転速度（第１の定着速
度）（例えば周速度１６０ｍｍ／ｓ）より遅い厚紙，封
筒，カラーＯＨＰ用シート等の特殊な記録シートＰ₂の
定着時の回転速度（第２の定着速度）（例えば周速度３
０ｍｍ／ｓ）で回転させるウォームアップを行うように
なっている。また、制御部１８は、温度センサ１６が検
出している定着ローラ１１の表面温度が定着温度（例え
ば１５０℃）に達すると、ウォームアップを終了し、定
着ローラ１１の表面温度が定着温度を保つよう温度セン
サ１６の検出温度に基づいてヒータドライバ１５のフィ
ードバック制御を行うとともに、記録媒体が通常の記録
シートＰ₁の場合は、定着ローラ１１が第１の定着速度
で回転し、特殊な記録シートＰ₂の場合は、定着ローラ
１１が第２の定着速度で回転するようローラ駆動部１７
を制御するようになっている。

【００２５】次に、第３の実施の形態に係る定着装置１
０の動作を図１２のタイムチャートを参照して説明す
る。 (1) 記録媒体が通常の記録シートＰ₁の場合図１２に示すように制御部１８Ｂに記録開始信号が入力
されると、制御部１８Ｂは、定着ローラ１１の加熱を開
始するとともに、定着ローラ１１を第２の定着速度（周
速度３０ｍｍ／ｓ）Ｖ_C2で回転させるウォームアップを
行う。すなわち、制御部１８Ｂは、ヒータドライバ５を
制御してヒータ４への通電をオンする。ヒータ４への通
電によりヒータ４が加熱し、定着ローラ１１の表面温度
が上昇する。この定着ローラ１１の加熱と同時に、制御
部１８Ｂは、ローラ駆動部１７を制御して定着ローラ１
１を第２の定着速度Ｖ_C2で駆動する。定着ローラ１１
は、第２の定着速度Ｖ_C2で回転し、エンドレスベルト１
３０は、定着ローラ１１に従動して回転する。温度セン
サ１６が検出している定着ローラ１１の表面温度が定着
温度（１５０℃）Ｔc に達すると、ウォームアップを終
了し、制御部１８Ｂは、定常制御を行う。すなわち、制
御部１８Ｂは、定着ローラ１１の表面温度が定着温度Ｔ
c を保つよう温度センサ１６の検出温度に基づいてヒー
タドライバ１５のフィードバック制御を行う。ヒータド
ライバ１５は、制御部１８Ｂのフィードバック制御によ
りヒータ１４への通電をオンオフする。このフィードバ
ック制御と同時に、制御部１８Ｂは、通常の記録シート
Ｐ₁のシート識別信号に基づいて、定着ローラ１１が第
１の定着速度（周速度１６０ｍｍ／ｓ）Ｖ_c1で回転する
ようローラ駆動部１７を制御する。未定着トナー像を担
持した記録シートＰ₁が搬送路１９に沿って搬送され、
定着ローラ１１とエンドレスベルト１３０との間のニッ
プ領域１９ａを通過すると、未定着トナー像が記録シー
トＰ₁上に加熱加圧されて定着される。

【００２６】(2) 記録媒体が特殊な記録シートＰ₂の場
合記録開始信号が入力されると、制御部１８Ｂは、(1) の
場合と同様にウォームアップを行い、ウォームアップ終
了後は、図１２の想像線で示すように、特殊な記録シー
トＰ₂のシート識別信号に基づいて第２の定着速度（周
速度３０ｍｍ／ｓ）Ｖ_C2で定着ローラ１１を駆動するよ
うローラ駆動部１７を制御する。特殊な記録シートＰ₂
が、厚紙や封筒等のように熱容量が大きい場合は、定着
速度を遅くすることにより加熱量が増大する。特殊な記
録シートＰ₂が、カラーＯＨＰ用シートの場合は、定着
速度を遅くすることにより、トナーの溶融状態が良好と
なってトナーの透光性が良くなる。

【００２７】上述した第３の実施の形態によれば、以下
の効果が得られる。 (イ) 図１３はウォームアップ中の定着ローラ１１の回転
速度（第１の定着速度Ｖ_C1）を３０ｍｍ／ｓとした場合
の定着ローラ１１の温度変化を測定したものである。同
図から明らかなように、ウォームアップ中の回転速度を
３０ｍｍ／ｓとすると、ウォームアップ開始から定着可
能となるまでの時間ｔａを約１７秒に短縮することがで
きる。定着ローラ１１の外径が３０ｍｍであるので、ウ
ォームアップ中に５回転強ほど定着ローラ１１が回転す
ることになる。従って、定着ローラ１１の全周面からほ
ぼ均一に加圧部材１３へ放熱し、ウォームアップ終了時
の温度差は３〜４℃で問題とならない値となった。 (ロ) ウォームアップ中に定着ローラ１１を特殊な記録シ
ートＰ₂の定着時の回転速度である第２の定着速度Ｖ_C2
で回転させているので、定着ローラ１１の駆動系および
制御系を簡素化することができる。

【００２８】本発明は、加圧部材の構成に依らず、ウォ
ームアップ中に加圧部材の温度が定着ローラよりも低く
なっている場合に有効である。従って、本発明は、他の
加圧部材の構成を有する定着装置においても有効とな
る。以下、その構成を図１４および図１５を参照して説
明する。

【００２９】図１４は本発明の第３の実施の形態に係る
定着装置の構成図である。この定着装置１０は、第１の
実施の形態とは加圧部材のみ異なり、他は第１の実施例
と同様に構成されている。この第３の実施の形態の加圧
部材２０は、断面凹状の支持体２００と、支持体２００
の凹部２００ａに固定された弾性体２０１とから構成さ
れ、圧縮コイルばね等の付勢部材２１によって定着ロー
ラ１１に圧接している。この第３の実施の形態によれ
ば、加圧部材２０の構成を簡素化することができるとと
もに、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００３０】図１５は本発明の第４の実施の形態に係る
定着装置の構成図である。この定着装置１０は、第１の
実施の形態とは定着ローラと加圧部材のみ異なり、他は
第１の実施例と同様に構成されている。この第４の実施
の形態の定着ローラ２２は、薄肉にして低熱容量化した
ものであり、中空のアルミニウムからなるコア２２０の
外周面にＨＴＶ（High Temperature Vulcanization）シ
リコーンゴム等の弾性体層２２１を形成し、弾性体層２
２１の外周面にＲＴＶ（Room Temperature Vulcanizati
on）シリコーンゴム等の離型性層２２２を形成してい
る。加圧部材２３は、回転可能な状態で定着ローラ２２
に当接されたエンドレスベルト２３０と、エンドレスベ
ルト２３０の内側に回転可能な状態で配置され、エンド
レスベルト２３０を介して定着ローラ２２に圧接する一
対の加圧ローラ２３０とから構成されている。この第４
の実施の形態によれば、小さな駆動トルクによって記録
シートＰを搬送することができるとともに、第１の実施
の形態と同様の効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の定着装置に
よれば、ウォームアップ中に定着ローラを所定の回転速
度で回転させながら定着ローラを加熱しているので、ウ
ォームアップ開始からグロスむらや定着不良等の画質欠
陥を生ずることなく定着できるようになるまでの時間を
例えば１７秒と短くすることができる。また、定着ロー
ラ側のみに熱源を持たせることで、定着ローラと加圧部
材の双方に熱源を持たせた場合と比較して省電力化およ
びコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の第１の実施の形態に係る定着装
置の構成図、(b) は(a) のＡ部拡大図

【図２】比較例１の測定結果を示す図

【図３】比較例２の測定結果を示す図

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の測
定結果を示す図

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の測
定結果を示す図

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の測
定結果を示す図

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の動
作を説明するためのタイムチャート

【図８】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の測
定結果を示す図

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置の動
作を説明するためのタイムチャート

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置の
測定結果を示す図

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の
構成図

【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の
動作を説明するためのタイムチャート

【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る定着装置の
測定結果を示す図

【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る定着装置の
構成図

【図１５】本発明の第５の実施の形態に係る定着装置の
構成図

【図１６】従来の定着装置の構成図

【符号の説明】

１０定着装置１１定着ローラ１１０コア１１１離型性層１２付勢部材１３加圧部材１３０エンドレスベルト１３０ａ基材１３０ｂ離型性層１３１圧力パッド１３２ベルト走行ガイド１３２ａ切欠き部１３３支持体１３３ａ凹部１３４弾性体１３４ａベルト接触面１３５低摩擦フィルム１４ヒータ１５ヒータドライバ１６温度センサ１７ローラ駆動部１８Ａ，１８Ｂ制御部１９搬送路１９ａニップ領域２０加圧部材２００支持体２００ａ凹部２０１弾性体２１付勢部材２２定着ローラ２２０コア２２１弾性体層２２２離型性層２３加圧部材２３０エンドレスベルト２３１加圧ローラＰ₁ 通常の記録シートＰ₂ 特殊な記録シートＴc 定着温度Ｔｗガラス転移温度ｔｗ定着温度到達時間ｔａウォームアップ時間Ｖ_C1 第１の定着速度Ｖ_C2 第２の定着速度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに圧接された定着ローラと加圧部材を
備え、前記定着ローラと前記加圧部材との圧接部に未定
着トナー像を担持した記録媒体を通過させることによ
り、前記未定着トナー像を前記記録媒体に加熱加圧定着
させる定着装置において、前記定着ローラの温度を検出する検出手段と、前記定着ローラを回転駆動する駆動手段と、前記定着ローラの回転速度を制御する制御手段とを備
え、前記制御手段は、定着時に用いる第１の速度と、前記第
１の速度より低速の第２の速度とを設定し、前記検出手
段が検出する前記温度が定着可能な温度に達するまでの
前記定着ローラのウォームアップ中に、前記駆動手段を
制御して前記定着ローラを前記第２の速度で回転させる
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記定着ローラの周面上
の高温部と低温部との温度差が所定の値以下となっと
き、前記定着可能な温度に達したと判断する構成の請求
項１記載の定着装置。
【請求項３】前記所定の値は、前記未定着トナーの温度
特性に基づいて定められる請求項２記載の定着装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記第１の速度として汎
用の記録用紙，紙厚の大なる記録用紙，カラーＯＨＰシ
ート等の記録媒体の種類に応じて高速および低速の定着
速度を設定する構成の請求項１記載の定着装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記低速の定着速度を前
記第２の速度に等しく設定する構成の請求項４記載の定
着装置。
【請求項６】前記制御手段は、前記ウォームアップ中で
あって前記定着ローラの前記温度が前記記録媒体に担持
された前記未定着トナー像のガラス転移温度未満のと
き、前記定着ローラの回転を停止させ、前記ガラス転移
温度に達した後に前記定着ローラを前記第２の速度で回
転させる構成の請求項１記載の定着装置。
【請求項７】前記加圧部材は、回転可能な状態で前記定
着ローラに当接されたエンドレスベルトと、前記エンド
レスベルトの内側に非回転状態で配置され、前記エンド
レスベルトを介して前記定着ローラに圧接する加圧パッ
ドを備えた構成の請求項１記載の定着装置。
【請求項８】前記加圧部材は、非回転状態で前記定着ロ
ーラに当接された加圧パッドを備えた構成の請求項１記
載の定着装置。
【請求項９】前記加圧部材は、回転可能な状態で前記定
着ローラに当接されたエンドレスベルトと、前記エンド
レスベルトの内側に回転可能な状態で配置され、前記エ
ンドレスベルトを介して前記定着ローラに圧接する複数
の加圧ローラを備えた構成の請求項１記載の定着装置。