JPH1078727A

JPH1078727A - 定着装置

Info

Publication number: JPH1078727A
Application number: JP8233348A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kato; 剛加藤
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 1998-03-24
Anticipated expiration: 2016-09-03
Also published as: US5899599A; JP3387328B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】加熱回転部材のウォーミングアップ後、加熱
回転部材と加圧回転部材との間へ記録材が突入するとき
における加熱回転部材温度の変動をも抑制して良質の定
着画像を得る。【解決手段】抵抗発熱体１３により加熱される加熱ロ
ーラ１（加熱回転部材）と、これに対向する加圧ローラ
４（加圧回転部材）と、加熱ローラ温度を検出するサー
ミスタＴＭ（温度検出手段）と、サーミスタＴＭにより
検出される温度に基づいて抵抗発熱体１３へ供給する電
力を制御する制御部３とを備え、加熱ローラ１及び加圧
ローラ４をウォーミングアップ終了前に回転開始する定
着装置であって、加熱ローラ１の回転開始時又は該回転
開始後からウォーミングアップ終了前の加熱ローラ回転
中における該ローラ１の温度上昇速度に応じて、未定着
画像を保持した記録材が両ローラ１、４の間へ突入直後
に加熱ローラ１の温度を所定定着温度に維持するために
要求される電力を抵抗発熱体１３へ与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の複写
機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置におい
てトナー像等の未定着画像を保持した記録材に該画像を
加熱して定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式でプリント画像を形成する
複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に
おける定着装置は、一般的には、未定着画像を記録材に
加熱して定着させるための加熱ローラや加熱ベルト等の
加熱回転部材を備えており、トナー像等の未定着画像を
保持した記録材は、この加熱部材とこれに対向配置され
た加圧ローラ、加圧ベルト等の加圧回転部材との間に通
され、加圧下に加熱定着される。

【０００３】かかる加熱回転部材は、ハロゲンランプヒ
ータのような発熱ヒータからの輻射熱で加熱するものが
これまで多用されてきたが、ハロゲンランプヒータ等の
発熱ヒータを熱源とする加熱回転部材を採用した定着装
置では、該ヒータの通電開始時から加熱回転部材表面が
所定定着温度に達するまでの昇温速度が遅く、そのため
画像形成装置の電源スイッチをオンしてから加熱回転部
材が所定定着温度に到達するまでの予熱時間（いわゆる
ウォーミングアップ時間）が長くなり、それだけ装置が
使いにくくなっていた。そこでこの問題を少しでも改善
するため、加熱ローラのような加熱回転部材を薄肉化、
小径化する等してその熱容量を小さくした定着装置が実
用化されている。

【０００４】また、加熱回転部材の薄肉化等による小熱
容量化に加え、さらにウォーミングアップ時間を短縮す
るため、例えば特開昭５９−１８９３８１号公報に開示
されているように通電により発熱する物質よりなる抵抗
発熱体を芯ローラとともに回転するように形成した加熱
ローラを採用することや、加熱回転部材の近傍に配置さ
れた誘導コイルを含む電磁誘導加熱手段を採用すること
も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄肉化
された加熱回転部材は昇温を速めることはできるが、厚
肉の加熱回転部材と異なり、熱容量が小さくなっている
ため、該加熱回転部材から他部へ少しの熱移動があって
も、該加熱回転部材の表面温度は大きく変動する。当然
ながらその傾向は、加熱回転部材が薄ければ薄いほど大
きくなる。

【０００６】このことは、ウォーミングアップ後に加熱
回転部材を回転させたときに、加熱回転部材に圧接され
て回転する加圧回転部材に熱が奪われる場合や、記録材
が加熱回転部材と加圧回転部材の間に突入した直後に該
記録材に熱を奪われる場合に、急激な加熱回転部材温度
の低下となってあらわれる。このように加熱回転部材温
度が低下した状態で記録材に未定着画像を定着させよう
とすると、定着不良や定着強度ムラが発生する。

【０００７】勿論、加熱回転部材温度は、通常、その表
面温度が温度検出手段に検出されてフィードバック制御
により所定の温度に向け制御されるのであるが、この温
度制御に使用される温度検出手段（代表的にはサーミス
タ）は応答性がさほど良くなく、応答するまでの間は温
度の乱れは抑えられない。特に、熱容量の小さい加熱回
転部材を使用して加熱加圧下に定着を行う場合は、一定
温度に温調するには外乱の影響が大きすぎて加熱回転部
材の表面温度を所定の温度に維持するのは難しい。

【０００８】そこで、加熱回転部材を回転させながらし
ばらく温調し、加圧回転部材や周辺部品を十分暖めた後
にプリント開始すれば加熱回転部材の温度の乱れはそれ
だけ少なく済むのであるが、それでは、加熱回転部材の
熱容量を小さくしてウォーミングアップ時間を短縮する
という目的に反するし、たとえ加圧回転部材や周辺部品
を十分暖めた後にプリント開始したときでも、加熱回転
部材の熱容量が小さいと、なお記録材突入時の温度低下
を避けることはできない。

【０００９】この点、特公昭６１−４５８３１号公報
は、発熱ヒータを内蔵した加熱ローラを採用する定着装
置において、この定着装置を搭載した画像形成装置の使
用にあたって当初発熱ヒータを点灯して加熱ローラを所
定温度までウォーミングアップし、ウォーミングアップ
終了後、加熱ローラを回転させて定着装置を使用開始す
るとき、該ヒータを強制的に点灯することで、加熱ロー
ラ温度の定着装置使用開始初期における落ち込み、及び
それにともなう定着不良を防止することを教えている。

【００１０】しかし、ウォーミングアップ終了後のヒー
タの強制点灯時、いつも同じ電力でヒータを点灯させる
ことは好ましくない。何故なら、画像形成装置を長時間
使用しなかったあとのように、加熱ローラに圧接されて
いる加圧ローラや定着装置周辺部品がすべて低温状態の
ときにウォーミングアップを始めた場合と、何枚もプリ
ントした直後に再度ウォーミングアップした場合とで
は、全く状況が異なるからである。

【００１１】すなわち、何枚もプリントした直後に再度
ウォーミングアップするときのように、加圧ローラや定
着装置周辺部品が加熱ローラウォーミングアップ開始前
からもともと暖まっている場合は、該ウォーミングアッ
プのあとで、さらにヒータを強制的に点灯させると、加
熱ローラから他部への熱移動がそれだけ少なく、従って
加熱ローラ温度は高温になりすぎ、未定着画像が溶融し
すぎて加熱ローラへ転移してしまう、所謂高温オフセッ
トが発生する可能性が大きくなる。かかる高温オフセッ
ト発生の問題は、加熱ローラが薄肉化され、小熱容量化
されているほど顕著となる。

【００１２】そこで本発明は、加熱手段により加熱され
る加熱回転部材と、これに向け押しつけられる加圧回転
部材と、該加熱回転部材の温度を検出する温度検出手段
と、該温度検出手段により検出される温度に基づいて前
記加熱手段へ与える電力を制御する制御手段とを備え、
前記加熱回転部材と加圧回転部材との間に未定着画像を
保持した記録材を通すことで該未定着画像を記録材に定
着させるタイプの定着装置であって、加熱回転部材を薄
肉化したり、或いはさらに加熱回転部材を直接的に速や
かに加熱できる加熱手段を採用する等して加熱回転部材
のウォーミングアップ時間を短縮することができるとと
もに、加熱回転部材のウォーミングアップ後、加熱回転
部材と加圧回転部材との間へ記録材が突入するときにお
ける加熱回転部材温度の変動をも抑制して良質の定着画
像を得ることができる定着装置を提供することを課題と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明定着装置は次の知見に基づくものである。すなわち、
定着装置の暖まり具合は、加熱回転部材に当接している
加圧回転部材の温度を検出することで大まかに知ること
ができる。そして、冷えているとき、加熱手段により加
熱される加熱回転部材の熱を最も奪うのはこれに接触し
ている加圧回転部材である。また、加圧回転部材が予め
暖まっているときには、突入してくる記録材を裏からも
加熱でき、これによりそれだけ低い電力で容易に加熱回
転部材の温度を制御して良好な定着が可能である。これ
らのことから、加熱回転部材のウォーミングアップの間
に該部材を回転させ、これに伴って加圧回転部材も回転
させ、加熱回転部材の熱が加圧回転部材に全体的に移動
するようにしておくとともに、該加熱回転部材の昇温速
度からいわば間接的に加圧回転部材の暖まり具合、換言
すれば定着装置の全体的な暖まり具合を検出し、それに
応じて、記録材が加熱回転部材と加圧回転部材との間へ
突入するときに加熱回転部材を所定温度に維持するに要
する電力を該加熱手段に与えれば、品質良好な定着画像
を得ることができ、また、電力を無駄に消費することも
ない。

【００１４】本発明は前記課題を解決するため、以上の
知見に基づき、未定着画像を保持した記録材に該未定着
画像を定着させる定着装置であり、加熱手段により加熱
される加熱回転部材と、これに向け押しつけられる加圧
回転部材と、該加熱回転部材の温度を検出する温度検出
手段と、該温度検出手段により検出される温度に基づい
て前記加熱手段へ与える電力を制御する制御手段とを備
え、前記加熱回転部材がそのウォーミングアップ終了前
に回転開始される定着装置であって、前記制御手段は、
前記加熱回転部材の回転開始時又は該回転開始後からウ
ォーミングアップ終了前の加熱回転部材回転中における
該加熱回転部材の温度上昇速度に応じて、記録材が前記
加熱回転部材及び加圧回転部材間に突入直後に該加熱回
転部材温度を所定温度に維持するに要する電力を前記加
熱手段へ与えるように電力制御できることを特徴とする
定着装置を提供する。

【００１５】この定着装置のより具体的な例として、
（１）前記制御手段が、前記加熱回転部材の回転開始時
又は該回転開始後に前記温度検出手段により検出される
第１の温度から該第１温度検出時より後でウォーミング
アップ終了前の加熱回転部材回転中に検出される第２の
温度までの昇温時間に応じて、記録材が前記加熱回転部
材及び加圧回転部材間に突入直後に加熱回転部材温度を
所定温度に維持するに要する電力を前記加熱手段へ与え
るように電力制御できる定着装置や、（２）前記制御手
段が、前記加熱回転部材の回転開始時又は該回転開始後
に前記温度検出手段により検出される第１の温度と、該
第１温度検出時より所定時間後でウォーミングアップ終
了前の加熱回転部材回転中に検出される第２の温度との
差に応じて、記録材が前記加熱回転部材及び加圧回転部
材間に突入直後に加熱回転部材温度を所定温度に維持す
るに要する電力を前記加熱手段へ与えるように電力制御
できる定着装置を挙げることができる。

【００１６】なお、加熱手段へ与える電力を可変とする
方法としては、加熱手段を通電により発熱する抵抗発熱
体とするようなときには、パルス幅制御、位相制御等が
あり、高周波の電磁誘導加熱手段を採用するときは、周
波数制御によっても電力を可変できる。また、加熱手段
を２以上の加熱源とするようなときには、前記制御手段
は該加熱手段へ与える電力を制御するときに、該２以上
の加熱源のうち所定のものへ選択的に電力を供給するこ
とで、加熱手段へ与える電力を変更することができる。
該加熱源は、例えば加熱ランプを挙げることができ、こ
れら複数の加熱源はそれぞれ消費電力、換言すれば発熱
量が異なるものであることが考えられる。

【００１７】また、加圧回転部材は、加熱回転部材が回
転駆動されるとき、該加熱回転部材に接触していること
で摩擦力により従動して、また、加熱回転部材と加圧回
転部材との間に記録材が通されるときは、記録材を介し
て摩擦力により従動して回転するものでも、又はそれ自
体が回転駆動されるものでもよい。本発明の定着装置は
電子写真方式でプリント画像を形成する複写機、プリン
タ、ファクシミリ機又はこれらの複合機等の画像形成装
置に搭載され、前記加熱回転部材と加圧回転部材との間
に未定着画像を保持した記録材が通されることで該未定
着画像が記録材に定着される。

【００１８】この定着装置によると、前記加熱回転部材
がそのウォーミングアップ終了前（例えばウォーミング
アップと同時、又はウォーミングアップ開始後且つウォ
ーミングアップ終了前）に回転開始され、これにより、
加圧回転部材がウォーミングアップ中から全体的に暖め
られる。また、該加熱回転部材の回転開始時又は該回転
開始後からウォーミングアップ終了前の加熱回転部材回
転中における該加熱回転部材の温度上昇速度（換言すれ
ば加圧回転部材の温度上昇速度、さらに換言すれば、い
わば定着装置全体の温度上昇速度）に応じて、未定着画
像を保持した記録材が該加熱回転部材と加圧回転部材の
間に突入するとき、その突入直後に加熱回転部材温度を
所定温度に維持するために要求される電力が該加熱回転
部材の加熱手段へ与えられる。しかもその電力は既に加
圧回転部材がある程度全体的に暖められて、突入してく
る記録材を裏からも加熱することができるので、低電力
で足り、容易に加熱回転部材温度を所定のものに制御で
きる。

【００１９】これらにより、加熱回転部材を薄肉化した
り、或いはさらに加熱回転部材を直接的に速やかに加熱
できる加熱手段を採用する等して加熱回転部材のウォー
ミングアップ時間を短縮する構成を採用したとき、加熱
回転部材の速やかなウォーミングアップ後、加熱回転部
材と加圧回転部材との間へ記録材が突入するときにおけ
る加熱回転部材温度の変動をも抑制して品質良好な定着
画像を得ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１（Ａ）は本発明に係る定着装
置の１例の概略断面図であり、図１（Ｂ）はこの定着装
置を搭載した電子写真方式の複写機の概略構成を示して
いる。図１（Ｂ）に示す複写機は中央部に感光体ドラム
ＰＣを有し、その周囲に帯電チャージャＣＨ、現像器
Ｄ、転写チャージャＴ、分離チャージャＳ、クリーナＣ
及びイレーサＩをこの順序で配置し、感光体ドラムＰＣ
の上方に原稿画像を光学的に走査する走査光学系Ｌを設
け、分離チャージャＳの下流側に本発明の定着装置１０
０を設けたものである。

【００２１】この複写機によると、図示しない駆動手段
により感光体ドラムＰＣが図中反時計方向に回転駆動さ
れ、該ドラム表面が帯電チャージャＣＨにより一様に帯
電せしめられ、その帯電域に、光学系Ｌにおける原稿画
像の走査に従って画像露光され、これにより静電潜像が
形成される。この静電潜像が現像器Ｄによりトナー像に
現像され、このトナー像が図示しない記録材（代表的に
は記録紙）供給部から供給されてくる記録材ＳＨ上に転
写チャージャＴにより転写され、該記録材は分離チャー
ジャＳにより感光体ドラムＰＣから分離され、定着装置
１００に送られ、ここで未定着トナー像が記録材ＳＨ上
に定着され、機外に排出される。感光体ドラムＰＣ上に
残留するトナーはクリーナＣにより清掃除去され、残留
電荷はイレーサＩにより消去される。

【００２２】定着装置１００は、加熱ローラ１及びこれ
に図示しない押圧手段にて押圧される加圧ローラ４を有
する。加熱ローラ１及び加圧ローラ４はそれぞれ図示し
ない支持手段により回転可能に支持されている。加熱ロ
ーラ１はモータを含む駆動装置１Ａにより記録材搬送方
向に回転駆動できる。加圧ローラ４は加熱ローラ１が駆
動されるとき、該加熱ローラに接触していることで摩擦
力により従動回転でき、また、加熱ローラ１と加圧ロー
ラ４との間に記録材が通されるときは、該記録材を介し
て摩擦力により従動回転する。

【００２３】前記加熱ローラ１は、強度上問題のない程
度に薄肉に形成された円筒状のアルミニウム製芯ローラ
１０を有し、該芯ローラ１０の外周面には、電気絶縁層
１５１、層状の抵抗発熱体１３及び離型層１５２が順に
形成されている。電気絶縁層１５１は耐熱絶縁性樹脂の
ポリイミドからなり、芯ローラ１０の略全周にわたり形
成されている。

【００２４】離型層１５２はポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）から形成されており、記録材が加熱ロー
ラ１とこれに対向する加圧ローラ４との間に挟持されつ
つ通過するときに、加熱されるトナー像が加熱ローラ１
から剥がれやすくするために設けられたもので、記録材
の最大幅以上の幅をもつ。抵抗発熱体１３は電気絶縁層
１５１より若干幅狭く形成されており、且つ、後述する
受電部材１１ａ、１１ｂを嵌装するために離型層１５２
よりも幅広に形成されている。この抵抗発熱体１３はこ
こでは通電により自らジュール発熱するチタン酸バリウ
ム系セラミックで形成してある。

【００２５】電気絶縁層１５１、抵抗発熱体１３及び離
型層１５２は芯ローラ１０と一体的に回転する。前述の
離型層１５２からはみ出た抵抗発熱体１３の両端外周部
分には、一対の導電性の銅合金製リング状受電部材１１
ａ、１１ｂが設けられ、抵抗発熱体１３に固定されてい
る。受電部材１１ａ、１１ｂも芯ローラ１０と一体的に
回転する。

【００２６】受電部材１１ａ、１１ｂの外周面には、一
対の導電性のカーボン製給電部材１２ａ、１２ｂがそれ
ぞれ接触配置されている。各給電部材１２ａ、１２ｂ
は、図示しないバネ手段によって受電部材１１ａ、１１
ｂの方へ弾力的に押圧されており、受電部材１１ａ、１
１ｂが芯ローラ１０と一体的に回転しても、両者の接触
面で電気的な接続が保たれるようになっている。

【００２７】また、加熱ローラ１の離型層１５２の表面
に加熱ローラ１の温度検出をするサーミスタＴＭが当接
されている。前記給電部材１２ａは電源装置２の一端
に、給電部材１２ｂは電源装置２の他端に接続されてお
り、抵抗発熱体１３には電源装置２から電力が供給され
る。電源装置２はここでは交流電源を含むもので、パル
ス幅変調により供給電力を変更できるものである。

【００２８】電源装置２から抵抗発熱体１３へ供給され
る電力は、この定着装置を搭載された複写機全体の動作
を制御する制御部３からの指示により制御される。ま
た、加熱ローラ１の回転駆動装置１Ａも制御部３からの
指示に基づいて加熱ローラ１を回転させる。また、サー
ミスタＴＭにより検出される温度情報は制御部３に入力
される。

【００２９】制御部３はそれには限定されないが、ここ
ではコンピュータを中心に構成されており、複写機を運
転して複写画像を形成をするにあたり、複写機の電源が
オンされると、定着装置１００における電源装置２に指
示して抵抗発熱体１３に通電開始させて定着装置１００
のウォーミングアップを開始し、一実施形態では、この
ウォーミングアップ開始と同時に、また、もう一つの実
施形態ではウォーミングアップ開始後その終了前に、回
転駆動装置１Ａに指示して加熱ローラ１を回転開始させ
るとともに加圧ローラ４をそれに従動回転開始させるよ
うに構成されている。

【００３０】すなわちこの定着装置では、両ローラ１、
４を回転させながらウォーミングアップを行うようにし
ている。また、制御部３は、加熱ローラ１が回転開始し
たあと（加熱ローラ１の回転開始時からでもよいが、こ
こでは回転開始後から）ウォーミングアップ終了前の加
熱ローラ回転中における、前記サーミスタＴＭからの温
度情報を基にした該加熱ローラ１の温度上昇速度に応じ
て、未定着画像を保持した記録材が加熱ローラ１と加圧
ローラ４との間に突入した直後に該記録材に奪われる熱
を補って加熱ローラ温度を所定定着温度に向け制御する
ための抵抗発熱体１３へ与えるべき電力を求めて該電力
を抵抗発熱体１３へ与えるように電源装置２を制御でき
るようにも構成されており、さらに、その後は必要に応
じサーミスタＴＭの検出する温度に基づき、加熱ローラ
１を所定の定着温度に向け調節する（一定温調する）よ
うに構成されている。

【００３１】加熱ローラ１が回転開始したあとウォーミ
ングアップ終了前の加熱ローラ回転中における加熱ロー
ラ１の温度上昇速度は次のいずれかで求める。（１）加熱ローラ１の回転開始後にサーミスタＴＭに検
出される第１の温度から該第１温度検出時より後、且
つ、ウォーミングアップ終了前に検出される第２の温度
までの昇温時間を求め、該両温度及び該昇温に要した時
間から昇温速度を求める。（２）加熱ローラ１の回転開始後にサーミスタＴＭに検
出される第１の温度と、該第１温度検出時より所定時間
経過後、且つ、ウォーミングアップ終了前に検出される
第２の温度との差を求め、該所定経過時間及び温度差か
ら昇温速度を求める。

【００３２】図２は上記（１）の手法で昇温速度を求め
る場合における制御部３による加熱ローラ１の温度制
御、換言すれば抵抗発熱体１３への通電制御の様子を示
すフローチャートであり、図３は上記（２）の手法で昇
温速度を求める場合における制御部３による加熱ローラ
１の温度制御、換言すれば抵抗発熱体１３への通電制御
の様子を示すフローチャートである。

【００３３】また、図４はウォーミングアップ開始のあ
とで加熱ローラ１を回転開始させる場合の加熱ローラ１
の表面実温度及びサーミスタＴＭによる検出温度の変化
状態の１例を抵抗発熱体１３へ供給する電力の変化状態
の例及び両ローラ１、４間へ記録材を通過させるタイミ
ングの例とともに示す図である。また、図５はウォーミ
ングアップ開始と同時に加熱ローラ１を回転開始させる
場合の加熱ローラ１の表面実温度及びサーミスタＴＭに
よる検出温度の変化状態の１例を抵抗発熱体１３へ供給
する電力の変化状態の例及び両ローラ１、４間へ記録材
を通過させるタイミングの例とともに示す図である。

【００３４】以上説明した定着装置１００は、これを搭
載した複写機の電源をオンすると、制御部３からの指示
に基づき電源装置２から抵抗発熱体１３に一定最大電力
が連続的に供給され、定着装置のウォーミングアップが
開始する。また、このウォーミングアップ開始と同時
に、又はウォーミングアップ開始後に、加熱ローラ１が
回転開始し、且つ、これに加圧ローラ４が従動回転し始
める。（以上図４及び図５参照）一つの実施形態では、制御部３の図示を省略している動
作メインルーチンにおける加熱ローラ温度制御ルーチン
が図２に示すものであり、この例では、加熱ローラ１の
回転開始後にサーミスタＴＭにより第１の温度が検出さ
れ（ステップ１及び２）、そのあと制御部内のタイマー
がスタートし（ステップ３）、引き続きサーミスタＴＭ
による温度検出が行われ、その検出温度が予め定めた第
２の温度に達すると（換言すれば所定温度まで上昇する
と）、タイマーを停止させ（テスップ４及び５）、第１
温度から第２温度に到達するのに要した時間から昇温速
度を求め、その昇温速度を、未定着トナー像を保持した
記録材が加熱ローラ１及び加圧ローラ４の間に突入した
直後に加熱ローラ温度を画像定着に必要な所定温度（定
着温度）に維持するために要求される抵抗発熱体への供
給電力（必要予測電力）に変換し（ステップ６）、ウォ
ーミングアップ完了を待って加熱ローラ温度を定着のた
めの所定温度に維持する一定温調に入り（ステップ７及
び８）、記録材が両ローラ１、４間に突入してくるタイ
ミングで抵抗発熱体１３へ前記求めた必要予測電力を投
入開始する（ステップ９及び１０）。なお、記録材が両
ローラ１、４間に突入してくるタイミングは、記録材搬
送経路（図１（Ｂ）中、点線で示す）中、定着装置１０
０の上流側に設けられ、記録材の通過を検出できるセン
サ、本例では転写部の上流側に設けられた給紙センサＳ
Ｅの検出信号に基づいて、制御部３が判断する。

【００３５】その後は、サーミスタＴＭによる検出温度
と定着に必要な所定温度（定着温度）とを比較し、前者
が後者より高いときは抵抗発熱体１３への供給電力を低
減させて加熱ローラ温度を下げ、前者が後者より低いと
きは抵抗発熱体１３への供給電力を増加させて加熱ロー
ラ温度を上昇させる（ステップ１１〜１４）。加熱ロー
ラの温度制御が終了すると、抵抗発熱体への給電を停止
してメインルーチンへリターンする（ステップ１１及び
１５）。

【００３６】他の実施形態では、制御部３の図示を省略
している動作メインルーチンにおける加熱ローラ温度制
御ルーチンが図３に示すものであり、図３に示す制御ル
ーチンは図２に示すルーチンにおけるステップ３〜６を
ステップ３０〜６０に置き換えたものであり、他は図２
と同様である。この例では、加熱ローラ１の回転開始後
にサーミスタＴＭによる第１の温度を検出したあと（ス
テップ１及び２）、制御部内のタイマーがスタートし
（ステップ３０）、予め定めた時間が経過するとサーミ
スタＴＭによる第２の温度検出を行い（スッテプ４０及
び５０）、該第１温度と第２温度との差からその時間経
過における昇温速度を求め、その昇温速度を、未定着画
像を保持した記録材が加熱ローラ１及び加圧ローラ４の
間に突入した直後に加熱ローラ温度を画像定着に必要な
所定温度（定着温度）に維持するために要求される抵抗
発熱体への供給電力に変換し（ステップ６０）、以後は
図２に示すと同様に供給電力制御を行う。

【００３７】以上説明した定着装置１００では、記録材
が加熱ローラ１及び加圧ローラ４の間へ突入するときか
らあとの抵抗発熱体１３への供給電力は、図４及び図５
に例示するように、ウォーミングアップ時に供給する最
大一定電力よりも低電力で足りている。これはウォーミ
ングアップ中に既に加圧ローラ４が加熱ローラ１に対す
る従動回転により全体的に加熱されていることと、ウォ
ーミングアップ中の加熱ローラ昇温速度から予測される
記録材突入時の必要予測電力を算出して、これを投入す
るようにしているので、過不足なく電力投入しているか
らである。しかも、図４及び図５に示すように、加熱ロ
ーラ１表面の実温度は、記録材突入にもかかわらず、定
着温度に向け安定的に精度良く制御される。

【００３８】これが従来の定着装置であると、たとえウ
ォーミングアップ中から加熱ローラを回転させても、図
６に示すように、サーミスタの応答遅れのため抵抗発熱
体への電力供給が遅れ、記録材が突入したときに定着温
度を維持することができず、加熱ローラ表面温度は低下
し、これにより定着不良が発生する。以上説明した定着
装置によると、加熱ローラ１と加圧ローラ４との間に未
定着トナー画像を保持した記録材が通されることで該未
定着トナー画像が記録材に定着されるのであるが、この
定着装置によると、加熱ローラ１及び加圧ローラ４がウ
ォーミングアップ終了前に回転開始され、加熱ローラ１
の回転開始からウォーミングアップ終了前の加熱ローラ
回転中における加熱ローラ温度の上昇速度に応じて、記
録材が該加熱ローラ１と加圧ローラ４の間に突入すると
き、その突入直後に加熱ローラ温度を所定定着温度に維
持するために要求される抵抗発熱体１３への供給電力が
該抵抗発熱体１３へ与えられる。したがって、速やかな
ウォーミングアップ後、加熱ローラ１と加圧ローラ４と
の間へ記録材が突入するときにおける加熱ローラ１の温
度の変動をも抑制して品質良好な定着画像を得ることが
できる。

【００３９】また、ウォーミングアップ完了前に加熱ロ
ーラ１及び加圧ローラ４を回転開始させて記録材を受入
れ得る状態をつくるので、複写機全体としてみれば、加
熱ローラ１等と連動して回転する部材をウォーミングア
ップ完了前から回転開始させて画像形成を開始でき、こ
れによりウォーミングアップ完了を待たずに画像形成を
開始できるので、この点でもウォーミングアップ時間が
短縮されたと同様の効果が得られる。

【００４０】なお、加熱ローラ１の加熱手段は、抵抗発
熱体１３に代えて複数の加熱源としてもよい。この例を
図７を参照して説明する。図７は、本発明に係る定着装
置の他の例の要部を示す概略斜視図である。この定着装
置は、加熱ローラ１及びこれに図示しない押圧手段によ
り押圧される加圧ローラ４を有する。

【００４１】加熱ローラ１は、強度上問題のない程度に
薄肉に形成された空芯円筒状のアルミニウム製芯ローラ
１０からなり、外周面には離型層１５２が形成されてい
る。また、その内部には複数（本例では、３つ）のラン
プヒータ５が内蔵されている。これら３つのランプヒー
タ５の消費電力はそれぞれ異なるものであり、換言すれ
ば、それぞれ発熱量が異なるものである。

【００４２】各ランプヒータ５はヒータ駆動回路６に接
続されており、駆動回路６を制御する制御部３は加熱ロ
ーラ１に当接するサーミスタの検出する温度情報に基づ
き、前述と同様に加熱ローラ１の温度上昇速度を求め、
該温度上昇速度に応じてランプヒータ５への電力供給を
制御する。このとき、制御部３は三つのランプヒータ５
のいずれか一つに選択的に電力供給することで、又はい
ずれか二つのランプヒータ５を組み合わせて、又はすべ
てのランプヒータ５に電力を供給することで、加熱ロー
ラ１へ供給される熱量が制御される。

【００４３】なお、加熱ローラの加熱手段は、上記説明
した抵抗発熱体１３やランプヒータ５に代えて加熱ロー
ラ本体を直接的に加熱できる電磁誘導方式の加熱手段を
採用してもよい。また、前記実施形態で示した定着装置
各部の材料は、前記のものに限定される必要はない。

【００４４】また、定着装置１００は前記の複写機の
他、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ機等にも採
用できる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によると、加熱手段により加熱さ
れる加熱回転部材と、これに向け押しつけられる加圧回
転部材と、該加熱回転部材の温度を検出する温度検出手
段と、該温度検出手段により検出される温度に基づいて
前記加熱手段へ与える電力を制御する制御手段とを備
え、前記加熱回転部材と加圧回転部材との間に未定着画
像を保持した記録材を通すことで該未定着画像を記録材
に定着させるタイプの定着装置であって、加熱回転部材
を薄肉化したり、或いはさらに加熱回転部材を直接的に
速やかに加熱できる加熱手段を採用する等して加熱回転
部材のウォーミングアップ時間を短縮することができる
とともに、加熱回転部材のウォーミングアップ後、加熱
回転部材と加圧回転部材との間へ記録材が突入するとき
における加熱回転部材温度の変動をも抑制して良質の定
着画像を得ることができる定着装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（Ａ）は本発明に係る定着装置例の概略断面
図であり、図（Ｂ）はこの定着装置を搭載した複写機の
１例の概略構成を示す図である。

【図２】制御部による加熱ローラの温度制御、換言すれ
ば抵抗発熱体への通電制御の１例を示すフローチャート
である。

【図３】制御部による加熱ローラの温度制御、換言すれ
ば抵抗発熱体への通電制御の他の例を示すフローチャー
トである。

【図４】ウォーミングアップ開始の後に加熱ローラを回
転開始させる場合の加熱ローラ表面実温度及びサーミス
タによる検出温度の変化状態の例を抵抗発熱体へ供給す
る電力の制御状態の例並びに加熱及び加圧ローラへ記録
材を通過させるタイミング（通紙タンミング）の例とと
もに示す図である。

【図５】ウォーミングアップ開始と同時に加熱ローラを
回転開始させる場合の加熱ローラ表面実温度及びサーミ
スタによる検出温度の変化状態の例を抵抗発熱体へ供給
する電力の制御状態の例並びに加熱及び加圧ローラへ記
録材を通過させるタイミング（通紙タイミング）の例と
ともに示す図である。

【図６】従来定着装置においてウォーミングアップ中に
加熱ローラを回転開始させる場合の加熱ローラ表面実温
度及びサーミスタによる検出温度の変化状態の例を抵抗
発熱体へ供給する電力の制御状態の例並びに加熱及び加
圧ローラへ記録材を通過させるタイミング（通紙タイミ
ング）の例とともに示す図である。

【図７】本発明の定着装置の他の例を示す概略斜視図で
ある。

【符号の説明】

１００定着装置１加熱ローラ１０芯ローラ１１ａ、１１ｂ受電部材１１２ａ、１２ｂ給電部材１３抵抗発熱体１５１電気絶縁層１５２離型層２電源３制御部４加圧ローラＴＭサーミスタ５ランプヒータＳＥ給紙センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着画像を保持した記録材に該未定着
画像を定着させる定着装置であり、加熱手段により加熱される加熱回転部材と、これに向け押しつけられる加圧回転部材と、前記加熱回転部材の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出される温度に基づいて前記
加熱手段へ与える電力を制御する制御手段とを備え、前記加熱回転部材がそのウォーミングアップ終了前に回
転開始される定着装置であって、前記制御手段は、前記
加熱回転部材の回転開始時又は該回転開始後からウォー
ミングアップ終了前の加熱回転部材回転中における該加
熱回転部材の温度上昇速度に応じて、記録材が前記加熱
回転部材及び加圧回転部材間に突入直後に該加熱回転部
材温度を所定温度に維持するに要する電力を前記加熱手
段へ与えるように電力制御できることを特徴とする定着
装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記加熱回転部材の回
転開始時又は該回転開始後に前記温度検出手段により検
出される第１の温度から該第１温度検出時より後でウォ
ーミングアップ終了前の加熱回転部材回転中に検出され
る第２の温度までの昇温時間に応じて、記録材が前記加
熱回転部材及び加圧回転部材間に突入直後に加熱回転部
材温度を所定温度に維持するに要する電力を前記加熱手
段へ与えるように電力制御する請求項１記載の定着装
置。
【請求項３】前記制御手段は、前記加熱回転部材の回
転開始時又は該回転開始後に前記温度検出手段により検
出される第１の温度と、該第１温度検出時より所定時間
経過後でウォーミングアップ終了前の加熱回転部材回転
中に検出される第２の温度との差に応じて、記録材が前
記加熱回転部材及び加圧回転部材間に突入直後に加熱回
転部材温度を所定温度に維持するに要する電力を前記加
熱手段へ与えるように電力制御する請求項１記載の定着
装置。
【請求項４】前記加熱手段は２以上の加熱源を有し、
前記制御手段は該加熱手段へ与える電力を制御するとき
に、該２以上の加熱源のうち所定のものへ選択的に電力
を供給する請求項１、２又は３記載の定着装置。