JP2000221830A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルム状の回転体１０と、該回転体とニップ
Ｎを形成する加圧部材３０と、該回転体を昇温せしめ該
回転体の回転と共に該ニップ内を搬送される被記録材Ｐ
を加熱する加熱手段１５とを有し、被記録材に形成され
た未定着トナー像ｔを定着する定着装置１００におい
て、回転体の回転駆動開始時に必要な駆動トルクを低減
すること。 【解決手段】回転体１０の駆動開始直後は、回転体が定
着時の速度よりも低速で駆動するように制御されるこ
と。駆動開始直後の回転体の回転速度が、定着時の速度
まで、時間に対し線形あるいは非線形あるいは階段状に
増加するように制御されること。回転体の駆動開始前
に、加熱手段により回転体を昇温させること等。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被記録材上に形成
された画像を加熱定着処理する定着装置、及び該定着装
置を備えた複写機・ファックス・レーザプリンタ等の画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置において、電子写真プロセ
ス等の適宜の画像形成プロセス手段で被記録材に間接あ
るいは直接に形成担持させた未定着トナー画像を被記録
材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置とし
ては従来より熱ローラ方式の装置が広く用いられてい
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装置が実用化されてい
る。また金属からなるフィルム自身を発熱させる電磁誘
導加熱方式の装置も提案されている。

【０００４】ａ）フィルム加熱方式の定着装置 フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３
１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特
開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号
公報等に提案されている。

【０００５】即ち、加熱体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フィル
ム（定着フィルム）を挟ませてニップ部を形成させ、該
ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に未定着トナ一
画像を形成担持させた被記録材を導入してフィルムと一
緒に挟持搬送させることで、フィルムを介してセラミッ
クヒータの熱を与えながらニップ部の加圧力で未定着ト
ナー画像を被記録材面に定着させるものである。

【０００６】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオ
ンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形
成実行時のみ熱源のセラミックヒータに通電して所定の
定着温度に発熱させればよく、画像形成装置の電源オン
から画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイ
ックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小
さい（省電力）等の利点がある。

【０００７】ｂ）電磁誘導加熱方式の定着装置 実開昭５１−１０９７３９号公報には、磁束により定着
フィルムの金属層（発熱層）に渦電流を誘導させて、そ
のジュール熱で発熱させる誘導加熱定着装置が開示され
ている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接
定着フィルムを発熱させることができ、ハロゲンランプ
を熱源とする熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定
着プロセスを達成している。

【０００８】しかしながら、磁場発生手段としての励磁
コイルにより発生した交番磁束のエネルギーは定着フィ
ルム全体の昇温に使われるため放熱損失が大きい。その
ため、投入したエネルギーに対して定着に作用するエネ
ルギーの割合が低く、効率が悪いという欠点があった。

【０００９】そこで、定着に作用するエネルギーを高効
率で得るために、発熱体である定着フィルムに励磁コイ
ルを接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニ
ップ部近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が考
案された。

【００１０】図１９に、励磁コイルの交番磁束分布を定
着ニップに集中させて効率を向上させた電磁誘導加熱方
式の定着装置の一例の概略構成を示す。

【００１１】１０は電磁誘導発熱層（導電体層、磁性体
層、抵抗体層）を有する回転体としての円筒状の定着フ
ィルムである。

【００１２】１６は横断面略半円弧状樋型のフィルムガ
イド部材であり、円筒状定着フィルム１０はこのフィル
ムガイド部材１６の外側にルーズに外嵌させてある。

【００１３】１５はフィルムガイド部材１６の内側に配
設した磁場発生手段であり、励磁コイル１８とＥ型の磁
性コア（芯材）１７とからなる。

【００１４】３０は弾性加圧ローラであり、定着フィル
ム１０を挟ませてフィルムガイド部材１６の下面と所定
の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させて
相互圧接させてある。

【００１５】上記磁場発生手段１５の磁性コア１７は定
着ニップ部Ｎに対応させて配設してある。

【００１６】加圧ローラ３０は駆動手投Ｍにより矢示の
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、該加圧ローラ３０と定着フィルム１０の
外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用し
て、該定着フィルム１０がその内面が定着ニップ部Ｎに
おいてフィルムガイド部材１６の下面に密着して摺動し
ながら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の周速度にほぼ
対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の外周
を回転する（加圧ローラ駆動方式）。

【００１７】フィルムガイド部材１６は、定着ニップ部
Ｎへの加圧、磁場発生手段１５としての励磁コイル１８
と磁性コア１７の支持、定着フィルム１０の支持、該フ
ィルム１０の回転時の搬送安定性を図る役目をする。こ
のフィルムガイド部材１６は磁束の通過を妨げない絶縁
性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いられ
る。

【００１８】励磁コイル１８は不図示の励磁回路から供
給される交番電流によって交番磁束を発生する。交番磁
束は定着ニップ部Ｎの位置に対応しているＥ型の磁性コ
ア１７により定着ニップ部Ｎに集中的に分布し、その交
番磁束は定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１０の電
磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁
誘導発熱層の固有抵抗によってジュール熱を発生させ
る。この定着フィルム１０の電磁誘導発熱は交番磁束を
集中的に分布させた定着ニップ部Ｎにおいて集中的に生
じて定着ニップ部Ｎが高効率に加熱される。

【００１９】定着ニップ部Ｎの温度は、不図示の温度検
知手段を含む温調制御系により、励磁コイル１７への電
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
に温調される。

【００２０】而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、
それに伴って円筒状の定着フィルム１０がフィルムガイ
ド部材１６の外回りを回転し、励磁回路からの励磁コイ
ル１７への給電により、上記のように定着フィルム１０
の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度
に立ち上がる。そして温調された状態において、不図示
の画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像ｔが
形成された被記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎの定着フィル
ム１０と加圧ローラ３０との間に画像面が上向きに、即
ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎ
において画像面が定着フィルム１０の外面に密着して定
着フィルム１０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送され
ていく。この定着ニップ部Ｎを定着フィルム１０と一緒
に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定着フ
ィルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上の
未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐは定
着ニップ部Ｎを通過すると回転定着フィルム１０の外面
から分離して排出搬送されていく。

【００２１】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、以
上に述べたような回転体としてフィルムを用いた構成の
定着装置では、以下のような問題があった。

【００２２】即ち、フィルム回転時は、フィルム内面と
その支持部材とが摺擦するため、駆動負荷が大きい。こ
の駆動負荷を低減するためには、フィルム内面とその支
持部材との動摩擦抵抗を低減させることが非常に重要で
ある。例えば、特開平５−２７６１９公報に提案されて
いるように、フィルム内面とその支持部材との間に耐熱
グリース等の潤滑材を介在させることにより、摺動性を
確保している。また、フィルム支持部材にリブを設け
て、フィルムとその支持部材との接触面積を減らすこと
により、摺動性を確保している。

【００２３】特に、フィルムを静止状態から回転駆動さ
せる時は、動摩擦力よりも大きい静止摩擦力が発生する
ため、駆動中よりも大きな摩擦抵抗が発生する。また、
画像形成装置本体への定着装置装着後の最初の立ち上げ
時には、駆動ギヤのバックラッシ即ちギヤの歯面間の遊
びにより、回転駆動開始直後に非常に大きなトルクが発
生しやすい。さらに、定着装置が室温にまで冷えた状態
での立ち上げ時などは、耐熱グリースの温度が低く粘性
が高いため、温調時よりも大きな粘性抵抗が発生する。
さらに、立ち上げ時は、静止状態から所定のプロセス速
度にまで周速度を加速させるのに必要なトルクが発生す
る。

【００２４】このように、定着装置の立ち上げ時すなわ
ち回転駆動開始時は、立ち上げ後の定速駆動時と比較し
て、非常に大きな駆動トルクが必要となる。そのため、
定着フィルムが加圧ローラの回転に対してスリップした
り、定着装置の駆動モータが脱調するという問題があっ
た。後者の問題は、より駆動トルクの大きいモータにを
採用することで解決可能であるが、製品コストが上昇し
てしまうといった問題があった。

【００２５】特に、トナー載り量の多いフルカラー画像
を定着するカラー画像形成装置の定着装置では、定着性
能をより向上させるために、ニップ幅を広くする必要が
ある。またＯＨＴ画像の透過性を向上させるために、さ
らにニップ部の面圧も高くする必要がある。これらの条
件を実現するにあたり、従来のモノカラー画像用の定着
装置よりも大きな加圧力をニップ部に印加する必要があ
るため、ニップ部における回転体とその支持部材との面
圧がより大きくなり、摩擦抵抗が特に大きい。以上に述
べた問題はカラー画像形成装置においては、非常に大き
な問題となる。

【００２６】そこで本発明は、回転体としてフィルムを
用いた構成の定着装置において、回転体の回転駆動開始
時に発生するトルクを軽減することを目的とする。

【００２７】

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

【００２８】（１）フィルム状の回転体と、該回転体を
導くガイド部材と、該ガイド部材に対し該回転体を介し
て圧接しニップを形成する加圧部材と、該回転体を昇温
せしめ該回転体の回転と共に該ニップ内を搬送される被
記録材を加熱する加熱手段とを有し、被記録材に形成さ
れた画像を定着する定着装置において、回転体の駆動開
始直後は、回転体が定着時の速度よりも低速で駆動する
ように制御されることを特徴とする定着装置。

【００２９】（２）回転体と加圧部材とから形成される
ニップ部の平均面圧が０．８kgf/cm ² 以上であり、画像
形成装置により被記録材に形成されたカラー画像を定着
することを特徴とする（１）に記載の定着装置。

【００３０】（３）駆動開始直後の回転体の回転速度
が、定着時の速度まで、時間に対し線形に増加するよう
に制御されることを特徴とする（１）もしくは（２）に
記載の定着装置。

【００３１】（４）駆動開始直後の回転体の回転速度
が、定着時の速度まで、時間に対し非線形に増加するよ
うに制御されることを特徴とする（１）もしくは（２）
に記載の定着装置。

【００３２】（５）駆動開始直後の回転体の回転速度
が、定着時の速度まで、時間に対し階段状に増加するよ
うに制御されることを特徴とする（１）もしくは（２）
に記載の定着装置。

【００３３】（６）回転体の駆動開始前に、加熱手段に
より回転体を昇温させることを特徴とする（１）から
（５）の何れかに記載の定着装置。

【００３４】（７）回転体駆動開始直後の回転体が定着
時の速度よりも低速で駆動される時間を、駆動開始前の
回転体の温度に応じて変化させることを特徴とする
（１）から（６）の何れかに記載の定着装置。

【００３５】（８）回転体は磁場の作用を受けて発生す
る渦電流で発熱する発熱層を有し、回転体を昇温せしめ
る加熱手段は磁場を発生する磁場発生手段であることを
特徴とする（１）から（７）の何れかに記載の定着装
置。

【００３６】（９）被記録材に画像を形成する画像形成
手投と、（１）から（８）の何れかに記載の定着装置を
具備し、前記定着装置は前記画像形成手投により被記録
材上に形成した画像を加熱定着処理することを特徴とす
る画像形成装置。

【００３７】〈作 用〉即ち、回転体の駆動開始直後
は、回転体が定着時の速度よりも低速で駆動するように
スローアップ回転駆動することで加速トルクの低減がな
される。さらにその間に定着装置の温度を上昇させて、
潤滑材である耐熱グリースの特性を低下させ負荷トルク
も同時に低減させることができる。回転体のスローアッ
プ回転駆動は、駆動力が伝達された瞬間は、非常に低速
で駆動し、時間をかけながら徐々に速度を線形にスロー
アップさせ、最終的に所定のプロセス速度に到達させ
る。このスローアップ駆動に要する時間は定着装置に応
じて最適な値に設定するものであるが、従来の駆動の立
ち上げのように約０．１秒程度といった短時間に行われ
るものではない。このスローアップ駆動に要する時間
は、プリント信号入力後から画像形成された被記録材が
定着ニップに突入する前までの間に設定されれば良く、
十分に回転駆動開始時の加速トルクを低減させる設定で
ある必要がある。このスローアップ駆動は駆動開始直後
は非常に小さい加速度で周速度を増加させ、徐々に加速
度を増すような非線形な駆動制御でもよい。また、速度
を数段階に分けて、階段状に速度を増加させる駆動制御
でもよい。また、以上３つのスローアップ駆動の制御パ
ターンの組み合わせでも良い。

【００３８】以上述べたように、定着装置をスローアッ
プ駆動させながら温調を開始することで、定着装置駆動
開始時に必要な駆動トルクを大幅に軽減することができ
る。

【００３９】さらに駆動開始前の回転体の温度に応じ
て、スローアップ時の定着装置の駆動時間を変えること
により、定着装置駆動開始時に必要な駆動トルクを大幅
に軽減させながらも、スローアップ駆動に要する時間を
極力短縮させることができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】〈第１の実施例〉（図１〜図１
４） （１）画像形成装置 図１は画像形成装置の一例の構成略図である。本例の画
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プロセス速度く周速度）で回転駆
動される。

【００４２】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。

【００４３】次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レ
ーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３
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１０
３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１０１
の露光位置に偏向させるミラーである。

【００４４】フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像の第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のうちのイエロー現像器
１０４Ｙの作動でイエロートナ一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Ｔｌ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。

【００４５】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
一画像の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形成
される。

【００４６】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
とほぼ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。

【００４７】上記の中間転写ドラム１０５面に形成され
たカラートナ一画像は、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。

【００４８】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面から分離されて定着装置（像加熱
装置）１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着
処理を受けて、機外の不図示の排紙トレーに排出され
る。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】本例装置は、白黒画像などモノカラー画像
のプリントモードも実行できる。また両面画像プリント
モードも実行できる。

【００５２】両面画像プリントモードの場合は、定着装
置１００を出た１面目画像プリント済みの被記録材Ｐは
不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二
次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転
写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２面に対
するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリ
ントが出力される。

【００５３】（２）定着装置１００ Ａ）装置の全体的構成 本例において定着装置１００は電磁誘導加熱方式の装置
である。図２は本例の定着装置１００の要部の横断側面
模型図、図３は要部の正面模型図、図４は要部の縦断正
面模型図である。

【００５４】本例装置１００は図１９の定着装置と同様
に、円筒状の電磁誘導発熱フィルムを用いた、加圧ロー
ラ駆動方式で、電磁誘導加熱方式の装置である。図１９
の装置と共通の構成部材・部分には同一の符号を付して
再度の説明を省略する。

【００５５】磁場発生手投１５は磁性コア１７ａ・１７
ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８からなる。

【００５６】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よく、より好ましくは
１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いる
のがよい。

【００５７】励磁コイル１８には給電部１８ａ・１８ｂ
（図５）に励磁回路２７を接続してある。この励磁回路
２７は２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの高周波をスイッチ
ング電源で発生できるようになっている。

【００５８】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）によって交番砿束を発生す
る。

【００５９】１６ａ・１６ｂは横断面略半円弧状樋型の
フィルムガイド部材であり、開口側を互いに向かい合わ
せて略円柱体を構成し、外側に円筒状の電磁誘導発熱フ
ィルムである定着フィルム１０をルーズに外嵌させてあ
る。

【００６０】前記フィルムガイド部材１６ａは、磁場発
生手段１５としての磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃと
励磁コイル１８を内側に保持している。

【００６１】また、フィルムガイド部材１６ａには良熱
伝導性部材４０がニップ部Ｎの加圧ローラ３０との対向
面側で、定着フィルム１０の内側に配設してある。

【００６２】本例においては、良熱伝導性部材４０にア
ルミニウムを用いている。前記良熱伝導性部材４０は熱
伝導率ｋがｋ＝２４０［ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］であり、厚さ
１［ｍｍ］である。

【００６３】また、良熱伝導性部材４０は磁場発生手段
１５である励磁コイル１８と磁性コア１７ａ・１７ｂ・
１７ｃから発生する磁場の影響を受けないように、この
磁場の外に配設してある。

【００６４】具体的には、良熱伝導性部材４０を励磁コ
イル１８に対して磁性コア１７ｃを隔てた位置に配設
し、励磁コイル１８による磁路の外側に位置させて良熱
伝導性部材４０に影響を与えないようにしている。

【００６５】２２は良熱伝導性部材４０のニップ部Ｎに
対応する部分の裏面側とフィルムガイド部材１６ｂの内
面平面部とに当接させて配設した横長の加圧用剛性ステ
イである。

【００６６】１９は磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及
び励磁コイル１８と加圧用剛性ステイ２２の間を絶縁す
るための絶縁部材である。

【００６７】フランジ部材２３ａ・２３ｂはフィルムガ
イド部材１６ａ・１６ｂのアセンブリの左右両端部に外
嵌し、前記左右位置を固定しつつ回転自在に取り付け、
定着フィルム１０の回転時に前記定着フィルム１０の端
部を受けて定着フィルムのフィルムガイド部材長手に沿
う寄り移動を規制する役目をする。

【００６８】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とで構成されており、芯金
３０ａの両端部を装置の不図示のシャーシ側板間に回転
自由に軸受け保持させて配設してある。

【００６９】加圧用剛性ステイ２２の両端部と装置シャ
ーシ側のバネ受け部材２９ａ・２９ｂとの間にそれぞれ
加圧バネ２５ａ・２５ｂを縮設することで加圧用剛性ス
テイ２２に押し下げ力を作用させている。これによリ良
熱伝導性部材４０のニップ部Ｎに対応する部分の下面と
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。

【００７０】加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢示の
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、前記加圧ローラ３０と定着フィルム１０
の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用
し、前記定着フィルム１０がその内面が定着ニップＮに
おいて良熱伝導性部材４０の下面に密着して摺動しなが
ら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の周速度にほぼ対応
した周速度をもってフィルムガイド部材１６ａ・１６ｂ
の外周を回転する。

【００７１】この場合、定着ニップ部Ｎにおける良熱伝
導性部材４０の下面と定着フィルム１０の内面との相互
摺動摩擦力を低減化させるために定着ニップ部Ｎの良熱
伝導性部材４０の下面と定着フィルム１０の内面との間
に耐熱性グリースなどの潤滑剤を介在させる、あるいは
良熱伝導性部材４０の下面を潤滑部材４１で被覆するこ
ともできる。これは、良熱伝導性部材４０としてアルミ
ニウムを用いた場合のように表面滑り性が材質的によく
ない或いは仕上げ加工を簡素化した場合に、摺動する定
着フィルム１０に傷をつけて定着フィルム１０の耐久性
が悪化してしまうことを防ぐものである。

【００７２】良熱伝導性部材４０は長手方向の温度分布
を均一にする効果があり、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、良熱
伝導性部材４０へ伝熱し、良熱伝導性部材４０における
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。

【００７３】また、図５に示すように、フィルムガイド
部材１６ａの周面に、その長手に沿い所定の間隔を置い
て凸リブ部１６ｅを形成具備させ、フィルムガイド部材
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１６ｅはフィルムガイド部
材１６ｂにも同様に形成具備することができる。

【００７４】図６は交番磁束の発生の様子を模式的に表
したものである。磁束Ｃは発生した交番磁束の一部を表
す。

【００７５】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の電磁誘導発熱層１に渦電流を発
生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層１の固有抵抗に
よって電磁誘導発熱層１にジュール熱（渦電流損）を発
生させる。

【００７６】ここでの発熱量Ｑは電磁誘導発熱層１を通
る磁束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のグラフは、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の電磁誘導
発熱層１での発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈは最大
発熱量をＱとした場合、発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定
義する。これは、定着に必要な発熱量が得られる領域で
ある。

【００７７】この定着ニップ部Ｎの温度は、温度検知手
段２６（図２）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
るように温調される。

【００７８】温度検知手段２６は定着フィルム１０の温
度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例
においてはこの温度センサ２６で測定した定着フィルム
１０の温度情報をもとに定着ニップ部Ｎの温度を制御す
るようにしている。

【００７９】而して、定着フィルム１０が回転し、励磁
回路２７から励磁コイル１８への給電により上記のよう
に定着フィルム１０の電磁誘導発熱がなされて定着ニッ
プ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態にお
いて、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像
ｔが形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィ
ルム１０と加圧ローラ３０との間に画像面が上向き、即
ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎ
において画像面が定着フィルム１０の外面に密着して定
着フィルム１０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送され
ていく。

【００８０】この定着ニップ部Ｎを定着フィルム１０と
一緒に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定
着フィルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ
上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。

【００８１】被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると
定着フィルム１０の外面から分離して排出搬送されてい
く。

【００８２】被記録材Ｐ上の加熱定着トナー画像は定着
ニップ部通過後、冷却して永久固着像となる。

【００８３】本例においては、図２に示すように、定着
フィルム１０の発熱域Ｈ（図６）の対向位置に暴走時の
励磁コイル１８への給電を遮断するため温度検知素子で
あるサーモスイッチ５０を配設している。

【００８４】図７は本例で使用した安全回路の回路図で
ある。温度検知素子であるサーモスイッチ５０は２４Ｖ
のＤＣ電源とリレースイッチ５１と直列に接続されてお
り、サーモスイッチ５０が切れると、リレースイッチ５
１への給電が速断され、リレースイッチ５１が動作し、
励磁回路２７への給電が速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。サーモス
イッチ５０はＯＦＦ動作温度を２２０℃に設定した。

【００８５】また、サーモスイッチ５０は定着フィルム
１０の発熱域Ｈに対向して定着フィルム１０の外面に非
接触に配設した。サーモスイッチ５０と定着フィルム１
８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、耐久による定着画像の劣化を防止すること
ができる。

【００８６】本例によれば、装置故障による定着装置暴
走時、図１９のようなニップ部Ｎで発熱する構成とは違
い、定着ニップＮに紙が挟まった状態で定着装置が停止
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、紙が挟まっているニップ部Ｎ
では発熱していないために紙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２２０
℃を感知して、サーモスイッチ５０が切れた時点で、リ
レースイッチ５１により励磁コイル１８への給電が速断
される。

【００８７】本例によれば、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１
０の発熱を停止することができる。

【００８８】温度検知素子としてサーモスイッチ５０の
ほかに温度ヒューズを用いることもできる。

【００８９】本例ではトナーｔ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が、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。

【００９０】Ｂ）励磁コイル１８ 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。本例では１０夕一ン
巻いて励磁コイル１８を形成している。

【００９１】絶縁被覆は定着フィルム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のがよ
い。たとえば、アミドイミドやポリイミドなどの被覆を
用いるとよい。

【００９２】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。

【００９３】励磁コイル１８の形状は、図２のように定
着フィルム１０の発熱層の曲面に沿うようにしている。
本例では定着フィルム１０の発熱層１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。

【００９４】フィルムガイド部材（励磁コイル保持部
材）１６ａ・１６ｂの材質としては絶縁性に渡れ、耐熱
性がよいものがよい。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、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、Ｐ
ＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂など
を選択するとよい。

【００９５】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１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いので
あるが、この距離が５ｍｍを越えるとこの効率が著しく
低下するため５ｍｍ以内にするのがよい。また、５ｍｍ
以内であれば定着フィルム１０の発熱層１と励磁コイル
１８の距離が一定である必要はない。

【００９６】励磁コイル１８のフィルムガイド部材１６
ａからの引出線すなわち給電部１８ａ・１８ｂ（図５）
については、フィルムガイド部材１６ａから外の部分に
ついて束線の外側に絶縁被覆を施している。 Ｃ）定着フィルム１０ 図８は本例における定着フィルム１０の層構成模型図で
ある。本例の定着フィルム１０は、電磁誘導発熱性の定
着フィルム１０の基層となる金属フィルム等でできた発
熱層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に
積層した離型層３の複合構造のものである。

【００９７】発熱層１と弾性層２との間の接着、弾性層
２と離型層３との間の接着のため、各層間にプライマー
層（不図示）を設けてもよい。

【００９８】略円筒形状である定着フィルム１０におい
て発熱層１が内面側であり、離型層３が外面側である。
前述したように、発熱層１に交番磁束が作用すること
で前記発熱層１に渦電流が発生して前記発熱層１が発熱
する。その熱が弾性層２・離型層３を介して定着フィル
ム１０を加熱し、前記定着ニップＮに通紙される被加熱
材としての被記録材Ｐを加熱してトナー画像の加熱定着
がなされる。

【００９９】ａ．発熱層１ 発熱層１はニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケルーコ
バルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。

【０１００】非磁性の金属でも良いが、より好ましくは
磁束の吸収の良いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバ
ルトーニッケル合金等の金属が良い。

【０１０１】その厚みは次の式で表される表皮深さより
厚くかつ２００μｍ以下にすることが好ましい。表皮深
さはσ［ｍｍ］は、励磁回路２７の周波数ｆ［Ｈｚ］と
透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2 と表される。

【０１０２】これ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以下になっており、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９）。

【０１０３】発熱層１の厚さは好ましくは１〜１００μ
ｍがよい。発熱層１の厚みが１μｍよりも小さいとほと
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１が１００μｍを超えると剛性が高
くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用す
るには現実的ではない。従って、発熱層１の厚みは１〜
１００μｍが好ましい。

【０１０４】ｂ．弾性層２ 弾性層２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質で
ある。

【０１０５】弾性層２の厚さは１０〜５００μｍが好ま
しい。この弾性層２は定着画像品質を保証するために必
要な厚さである。

【０１０６】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、被記録材の凹凸あるいはトナー
層の凹凸に加熱面（離型層３）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。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い。

【０１０７】弾性層２の厚さとしては、１０μｍ以下で
は被記録材あるいはトナー層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２が１０００
μｍ以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなりクイッ
クスタートを実現するのが難しくなる。より好ましくは
弾性層２の厚みは５０〜５００μｍがよい。

【０１０８】弾性層２の硬度は、硬度が高すぎると被記
録材あるいはトナー層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２の硬度としては
６０°（ＪＩＳ−Ａ、すなわちＪＩＳ−Ｋ６３０１のＡ
型硬度計により規定される硬度）以下、より好ましくは
４５°以下がよい。

【０１０９】弾性層２の熱伝導率λに関しては、 ６×１０^-4 〜２×１０^-3 ［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄ
ｅｇ．］ がよい。

【０１１０】熱伝導率λが６×１０^-4 〜２×１０
^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］よりも小さい場
合には、熱抵抗が大きく、定着フィルムの表層（離型層
３）における温度上昇が遅くなる。

【０１１１】熱伝導率λが２×１０^-3 ［ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］よりも大きい場合には、硬度が高
くなりすぎたり、圧縮永久歪みが悪化する。

【０１１２】よって熱伝導率λは６×１０^-4 〜２×１
０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］がよい。より
好ましくは８×１０^-4 〜１．５×１０^-3 ［ｃａｌ／ｃ
ｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］がよい。

【０１１３】ｃ．離型層３ 離型層３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、ＰＦＡ、Ｐ
ＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択
することができる。

【０１１４】離型層３の厚さは１〜１００μｍが好まし
い。離型層３の厚さが１μｍよりも小さいと塗膜の塗ム
ラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足すると
いった問題が発生する。また、離型層３が１００１μｍ
を超えると熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に
樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層２
の効果がなくなってしまう。

【０１１５】また図１０に示すように、定着フィルム１
０の構成において、発熱層１のフィルムガイド部材面側
（発熱層１の弾性層２とは反対面側）に断熱層４を設け
てもよい。

【０１１６】断熱層４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、ＰＥ
ＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴ
ＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの耐熱樹脂がよい。

【０１１７】また、断熱層４の厚さとしては１０〜１０
００μｍが好ましい。断熱層４の厚さが１０μｍよりも
小さ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１まで
の距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１に吸収され
なくなる。

【０１１８】断熱層４は、発熱層１に発生した熱が定着
フィルム１０の内側に向かわないように断熱できるの
で、断熱層４がない場合と比較して被記録材Ｐ側への熱
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。

【０１１９】フルカラー画像形成装置の定着器のニップ
幅は、トナー載り量の多いフルカラー画像の定着性を十
分に確保するために、最短でも７．０ｍｍ以上が好まし
い。これ以下であると、未定着トナーと被記録材に定着
に十分な熱量を与えることができないため、定着不良が
発生してしまう。

【０１２０】また、ＯＨＴのフルカラー画像の透過性を
十分に確保するために、さらにニップ部の面圧は０・８
kgf/cm² 以上が好ましい。これ以下であると、定着され
たトナー層表面を十分に平滑にすることができないた
め、乱反射光が多くなり、ＯＨＴ画像部の透過光量が少
なくなってしまう。

【０１２１】以上の観点から、本実施例の定着装置で
は、加圧ローラ３０と定着フィルム１０を２１ｋｇｆで
加圧させ、ニップ幅を約８．０ｍｍ、ニップ部の面圧を
１．２kgf/cm² とした（ニップ部の長手方向の長さは２
２０ｍｍ）。

【０１２２】Ｄ）定着装置立ち上げ時の回転駆動制御 次に、本発明の特徴である定着装置立ち上げ時の回転駆
動制御について説明する。

【０１２３】画像形成装置がスタンバイ状態にある時、
定着装置１００は静止状態にある。また、本実施例の定
着装置１００はオンデマンドタイプであるため、スタン
バイ時は定着装置１００への電源供給は行われない。

【０１２４】画像形成装置本体にプリント信号が入力さ
れると、画像形成装置本体の駆動モータからギヤを介し
て定着装置１００へ駆動力が伝達される。そして、定着
フィルム１０はニップ部において良熱伝導性部材４０の
下面と摺動しながら、フィルムガイド部材１６ａ・１６
ｂの外周を回転する。その後、定着装置１００の励磁回
路２７へ電源が供給され、誘導磁気加熱により定着フィ
ルム１０が昇温され、定着装置１００は定着可能状態へ
と遷移する。

【０１２５】本発明は回転駆動開始時のフィルム状回転
体１０の回転速度の制御について規定するものである
が、フィルム状回転体である定着フィルム１０は加圧ロ
ーラ３０の周速度にほぼ対応した周速度で従動回転す
る。よって、この実施例では、実際に駆動が伝達される
加圧ローラ３０の速度制御について述べる。

【０１２６】この定着装置起動時において、静止状態か
ら回転させる時に必要な運転トルクは、「加速トルク」
と「負荷トルク」に分けられる。

【０１２７】前者の「加速トルク」は、静止状態からプ
ロセス速度までの加速度によって決まるものである。回
転駆動開始直後の加圧ローラ３０の駆動速度の変化を緩
やかに、すなわちスローアップさせることにより、「加
速トルク」を低減させることができる。また、駆動速度
が遅い時は、粘性トルクも低くなるので、後述する「負
荷トルク」の低減にもつながる。

【０１２８】後者の「負荷トルク」は、駆動される装置
の摩擦負荷及び外部負荷によって決まるものである。特
に、定着装置の駆動開始直後は、動摩擦力よりも大きい
静止摩擦力が発生するため、「負荷トルク」が駆動中よ
りも大きい。また、本実施例においては、定着フィルム
１０とその支持部材１６ａ・１６ｂとの潤滑材としての
耐熱グリースの粘性によっても「負荷トルク」は大きく
変化する。特に定着装置が室温にまで冷えた状態での起
動時の場合は、耐熱グリースの粘性が高く、粘性負荷が
大きい。

【０１２９】そこで、本発明は、先の「加速トルク」低
減のためのスローアップ回転駆動を行い、さらにその間
に定着装置の温度を上昇させて、潤滑材である耐熱グリ
ースの粘性を低下させ「負荷トルク」も同時に低減させ
ることを特徴とする。

【０１３０】図１１は、従来の定着装置駆動制御におけ
る回転駆動開始時の加圧ローラの周速度変化を示す概念
図である。横軸は経過時間、縦軸は加圧ローラの回転速
度を示す。図１１のように、従来では静止状態の定着装
置へ駆動力が伝達された瞬間から、加圧ローラが所定の
プロセス速度で定速駆動されるのが一般的であった。通
常、静止状態から所定のプロセス速度までの加速時間
は、おおよそ約０．１秒程度である。そのため、加速ト
ルクが大きいこともさることながら、朝一起動時では、
定着フィルムが十分に暖まっていない状態のまま、加圧
ローラおよび定着フィルムが所定のプロセス速度で回転
するため、耐熱グリースの粘性が高く、起動時に必要な
トルクが非常に大きくなってしまう。

【０１３１】図１２〜図１４は、本発明の定着装置駆動
制御における回転駆動開始時の加圧ローラの周速度変化
を示す概念図である。

【０１３２】図１２に示すように、駆動力が加圧ローラ
ヘ伝達された瞬間は、非常に低速で加圧ローラを駆動
し、時間をかけながら徐々に周速度を線形にスローアッ
プさせ、最終的に所定のプロセス速度に到達させる。こ
のスローアップ駆動に要する時間は定着装置に応じて最
適な値に設定するものである。しかしながら、従来の駆
動の立ち上げのように約０．１秒程度といった短時間に
行われるものではない。このスローアップ駆動に要する
時間は、プリント信号入力後から画像形成された被記録
材が定着ニップに突入する前までの間に設定されれば良
く、十分に回転駆動開始時の「加速トルク」を低減させ
る設定である必要がある。

【０１３３】このスローアップ駆動は、図１３に示すよ
うに、駆動開始直後は非常に小さい加速度で周速度を増
加させ、徐々に加速度を増すような非線形な駆動制御で
もよい。

【０１３４】また、図１４に示すように、周速度を数段
階に分けて、階段状に周速度を増加させる駆動制御でも
よい。

【０１３５】また、以上３つのスローアップ駆動の制御
パターンの組み合わせでも良い。

【０１３６】いずれの駆動制御パターンにおいても、加
圧ローラの駆動開始直後の周速度を遅く設定することが
特徴である。

【０１３７】そして、このスローアップ駆動開始と同時
もしくはスローアップ駆動中に定着装置への電力供給
（励磁回路２７への電力供給）を開始する。これによ
り、定着フィルム内面とその支持部材の間の耐熱グリー
スが加熱され、粘性が低下し「負荷トルク」が低減され
る。特に、本定着装置のような電磁誘導加熱方式におい
ては、昇温速度が熱ローラ方式よりも短く、定着フィル
ムは室温から定着可能温度である１９０℃にまで、１５
〜２０秒程で昇温するほどである。このため、スローア
ップ駆動時間を１５秒程度に設定しておけば、起動時に
おける「加速トルク」と「負荷トルク」の両方を低減す
ることができ、起動時に必要なトルクを大幅に低減する
ことができる。

【０１３８】また、本実施例の誘導磁気加熱方式定着器
の構成では、図２・図６に示すように、発熱部がニップ
位置ではなく、上流側へずれた位置にある。「負荷トル
ク」を低減させるためには、摺擦するニップ部の耐熱グ
リースを直接加熱することが必要であるが、本実施例の
構成では、静止状態で加熱しても直接ニップ部を昇温さ
せることができない。このような場合に、ニップ部を加
熱させる観点からも、定着フィルムのスローアップ回転
は非常に有効である。

【０１３９】以上述べたように、定着装置をスローアッ
プ駆動させながら温調を開始することで、定着装置駆動
開始時に必要な駆動トルクを大幅に軽減することができ
る。

【０１４０】〈第２の実施例〉（図１５・図１６） 本実施例における画像形成装置及び定着装置は第１の実
施例と同一であるので、これらの説明については省略す
る。

【０１４１】本実施例は、さらに駆動開始前の定着フィ
ルム１０の温度に応じて、スローアップ時の定着装置の
駆動時間を変えることを特徴とする。

【０１４２】間欠プリント時のように定着フィルム１０
が冷め切っていない場合は、定着フィルム内部に塗布さ
れたグリースの粘性が低く「負荷トルク」が小さい。こ
のような場合、駆動トルクを、定着装置が冷え切った状
態からの立ち上げ時よりも、「加速トルク」の方により
多く割り当てることができる。よって、回転駆動開始前
の定着フィルム１０の温度に応じて、回転体駆動開始直
後のスローアップ駆動に要する時間を変化させるような
制御パターンにすることで、定着装置駆動開始時に必要
な駆動トルクを大幅に軽減させながらも、スローアップ
駆動に要する時間を極力短縮させることができる。

【０１４３】まず、本実施例における回転駆動開始時の
定着装置の駆動制御パターンを図１５に示す。これは、
第１の実施例における図１４に示す制御と同一である。
本実施例の駆動制御パターンは、スローアップ駆動中の
加圧ローラの周速度を４投階に設定し、階段状に加速さ
せていくものである。ここでは、低速側から第１の周速
度、第２の周速度、第３の周速度、第４の周速度と呼ぶ
ことにする。

【０１４４】本実施例では、この４つの周速度を定着フ
ィルム１０の温度によって適宜組み合わせて駆動する
が、周速度を時間に対し線形もしくは非線形に加速させ
ても良い。また階段状に加速させることも含めて、以上
の組み合わせで加速させるような駆動制御でも良い。

【０１４５】次に、図１６に本実施例の回転駆動開始時
の駆動制御のシーケンスを表したチャートを示す。

【０１４６】まず、プリント信号が画像形成装置本体に
入力されると、加圧ローラ３０が回転駆動を開始する。
この時、画像形成装置本体は、同時に、定着フィルムの
温度を温度検知素子からの信号により認識する。認識し
た定着フィルムの温度を、あらかじめ設定された定着フ
ィルムの温度（℃）Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３（ただし、Ｔ１〉
Ｔ２〉Ｔ３とする）と比較する。そして、認識した定着
フィルムの温度がＴ１より低い場合、Ｔ１以上Ｔ２より
低い場合、Ｔ２以上Ｔ３より低い場合、Ｔ３以上の場
合、の４つに場合分けを行う。

【０１４７】そして、まず最初は、定着フィルム１０の
温度に関わらずに、最も遅い第１の回転速度でｔ１秒間
回転駆動される。第１の周速度は、回転駆動直後のトル
クを低減するための周速度である。このため、極力低速
であるほうが良い。

【０１４８】そして、駆動開始時の定着フィルム温度が
Ｔ１℃より低い場合、その後、第２の周速度に切り替え
てｔ２秒間駆動し、その後第３の周速度に切り替えてｔ
３秒間駆動したのち、第４の周速度に切り替えてｔ４秒
間駆動する。そして最終的に、駆動開始からｔ１＋ｔ２
＋ｔ３＋ｔ４秒後に、所定のプロセス速度に切り替え、
スローアップ駆動を完了させる。

【０１４９】駆動開始時の定着フィルム温度がＴ１℃以
上かつＴ２℃より低い場合、第２の周速度で駆動するス
テップを飛ばして、第３の周速度に切り替えてｔ３秒間
駆動したのち、第４の周速度に切り替えてｔ４秒間駆動
する。そして最終的に、駆動開始からｔ１＋ｔ３＋ｔ４
秒後に、所定のプロセス速度に切り替え、スローアップ
駆動を完了させる。

【０１５０】駆動開始時の定着フィルム温度がＴ２℃以
上かつＴ３℃より低い場合、第２・第３の周速度で駆動
するステップを飛ばして、第４の周速度に切り替えてｔ
４秒間駆動する。そして最終的に、駆動開始からｔ１＋
ｔ４秒後に、所定のプロセス速度に切り替え、スローア
ップ駆動を完了させる。

【０１５１】駆動開始時の定着フィルム温度がＴ３℃以
上の場合、第２・第３・第４の周速度で駆動するステッ
プを飛ばして、すぐに所定のプロセス速度に切り替え
る。すなわち駆動開始からｔ１秒後にスローアップ駆動
を完了させる。

【０１５２】本実施例では、あらかじめスローアップ駆
動中の周速度及びフィルム温度の場合分けを４段階に設
定したものであるが、この場合分け数は定着装置に応じ
て適宜決められるものである。定着フィルムの温度に対
応させながら、いくつか設定されたスローアップ中の周
速度それぞれの駆動時間を変化させても良い。

【０１５３】また、定着フィルム温度に対応させながら
リアルタイムで連続的に線形もしくは非線形に加圧ロー
ラの周速度を変化させても良い。

【０１５４】以上述べたように、駆動開始前の定着フィ
ルム１０の温度に応じて、スローアップ時の定着装置の
駆動時間を変えることで、極力スローアップ駆動に要す
る時間を短縮させながら定着装置駆動開始時に必要な駆
動トルクを軽減させることができる。

【０１５５】〈第３の実施例〉（図１７） 本実施例における画像形成装置は第１の実施例と同一で
あるため、説明は省略する。

【０１５６】図１７に本実施例における誘導磁気加熱方
式の定着装置要部の横断側面模型図を示す。本実施例の
構成では、発熱位置をニップ部Ｎまたはその近傍に設け
ている。定着装置１００のスローアップ時の駆動制御も
第１の実施例と同様に、図１２〜図１４に示したいずれ
の駆動制御パターンでも、その組み合わせでも良い。

【０１５７】本実施例は、上記構成の定着装置におい
て、加圧ローラ３０の回転駆動開始前に、あらかじめ温
調を開始して定着フィルム１０の温度を上昇させること
を特徴とする。本実施例の定着装置１００では、発熱位
置がニップ部Ｎ近傍にあるため、静止状態に温調を開始
することで、定着フィルム１０と良熱伝導性部材４０が
摺擦するニップ部Ｎ周辺の部材の温度を昇温させること
ができる。

【０１５８】よって、ニップ部Ｎの定着フィルム内面に
塗布された耐熱グリースの粘性が低下させ、「負荷トル
ク」を低減させてから、加圧ローラ３０のスローアップ
駆動を開始することができる。

【０１５９】以上述べたように、静止状態において定着
フィルム１０を昇温させてからスローアップ駆動を開始
することで、定着装置１００が冷えている状態でも、定
着装置駆動開始時に必要な駆動トルクを大幅に軽減する
ことができる。

【０１６０】なお、本実施例のような誘導加熱方式の定
着装置の場合、静止状態で電力を絞らずに例えば１００
０Ｗ以上の電力を入力してしまうと、数秒程度で発熱位
置のみが３００℃付近まで昇温し、定着フィルム１０を
加熱破壊させてしまう恐れがある。よって、定着装置の
静止時における入力電力は約５００Ｗ以下程度に絞り込
む等の電力制御を行えば、なお良い。

【０１６１】以上述べたように、あらかじめ定着フィル
ム１０を昇温させてから、加圧ローラ３０をスローアッ
プ駆動させることで、定着装置駆動開始時に必要な駆動
トルクを大幅に軽減することができる。

【０１６２】〈その他の実施例〉 １）電磁誘導発熱性の定着ベルト１０は、モノクロある
いは１パスマルチカラー画像などの加熱定着用の場合は
弾性層２を省略した形態のものとすることもできる。電
磁誘導発熱性層１は樹脂に金属フイラーを混入して構成
したものとすることもできる。電磁誘導発熱性層単層の
部材とすることもできる。

【０１６３】２）加熱装置としての定着装置１００の装
置構成は実施例の加圧ローラ駆動方式に限られるもので
はない。

【０１６４】例えば、図１８ように、ベルトガイド１６
と、駆動ローラ３１と、テンションローラ３２との間
に、電磁誘導発熱性のエンドレスベルト状の定着ベルト
１０を懸回張設し、ベルトガイド１６の下面部と加圧部
材としての加圧ローラ３０とを定着ベルト１０に挟んで
圧接させて定着ニツプ部Ｎを形成させ、定着ベルト１０
を駆動ローラ３１によって回転駆動させる装置構成にす
ることもできる。この場合、加圧ローラ３０は従動回転
ローラである。

【０１６５】３）加圧部材３０はローラに限らず、回動
ベルト型など他の形態の部材にすることもできる。

【０１６６】また加圧部材３０側からも被記録材に熱エ
ネルギーを供給するために、加圧部材３０側にも電磁誘
導加熱などの発熱手段を設けて所定の温度に加熱・温調
する装置構成にすることもできる。

【０１６７】４）本発明は電磁誘導発熱性のエンドレス
ベルトの搬送だけでなく、ライン状発熱体（セラミック
ヒータ等）を発熱源とするエンドレスベルトの摺動性ア
ップに使用することもできる。

【０１６８】５）本発明の加熱装置は実施例の画像加熱
定着装置としてに限らず、画像を担持した被記録材を加
熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着す
る像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱
ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段
・装置として使用できる。

【０１６９】

【発明の効果】本発明により、ニップ部において回転体
とその支持部材を摺動させる構成の定着装置において、
回転体の駆動開始時に必要な駆動トルクを低減できる。
よって、定着装置の駆動モータの脱調を防止でき、また
駆動トルクのより小さい駆動モータを使用することがで
きるので製品コストの低減につながる。

【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概略構
成図

【図２】 定着装置の要部の横断側面模型図

【図３】 同じく要部の正面模型図

【図４】 同じく要部の横断正面模型図

【図５】 内部に励磁コイルと磁性コアを配設支持させ
た右側のフィルムガイド部材の斜視模型図

【図６】 磁場発生手段と発熱量の関係を示した図

【図７】 安全回路図

【図８】 電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型
図（その１）

【図９】 発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラ
フ

【図１０】 電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模
型図（その２）

【図１１】 従来の定着装置駆動制御パターンを示す図

【図１２】 定着装置駆動制御パターンを示す図（その
１）

【図１３】 定着装置駆動制御パターンを示す図（その
２）

【図１４】 定着装置駆動制御パターンを示す図（その
３）

【図１５】 第２の実施例における定着装置駆動制御パ
ターンを示す図

【図１６】 定着装置駆動制御シーケンスを示すチャー
ト図

【図１７】 第３の実施例における定着装置の要部の横
断側面模型図

【図１８】 他の定着装置の要部の横断側面模型図

【図１９】 電磁誘導加熱方式の定着装置の一例の構成
略図

【符号の説明】

１…発熱層、２…弾性層、３‥・離型層、４…断熱層、
１０…定着フィルム、１６・１６ａ・１６ｂ…フィルム
ガイド部材、１７・１７ａ・１７ｂ・１７ｃ…励磁コ
ア、１８…励磁コイル、２２…加圧用剛性ステイ、２３
ａ・２３ｂ…フランジ部材、２５ａ・２５ｂ…加圧バ
ネ、２６…温度センサ、２７…励磁回路、３０…加圧ロ
ーラ、５０…サーモスイッチ、５１…リレースイッチ、
１００…定着装置、１００卜…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…発熱位置、Ｍ…駆動手段、Ｎ
…ニップ部、Ｐ…被記録材、ｔ…トナー、Ｔ１…一次転
写部、Ｔ２…二次転写部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルム状の回転体と、該回転体を導くガ
   イド部材と、該ガイド部材に対し該回転体を介して圧接
   しニップを形成する加圧部材と、該回転体を昇温せしめ
   該回転体の回転と共に該ニップ内を搬送される被記録材
   を加熱する加熱手段とを有し、被記録材に形成された画
   像を定着する定着装置において、回転体の駆動開始直後
   は、回転体が定着時の速度よりも低速で駆動するように
   制御されることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】回転体と加圧部材とから形成されるニップ
   部の平均面圧が０．８kgf/cm² 以上であり、画像形成装
   置により被記録材に形成されたカラー画像を定着するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】駆動開始直後の回転体の回転速度が、定着
   時の速度まで、時間に対し線形に増加するように制御さ
   れることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載
   の定着装置。
4. 【請求項４】駆動開始直後の回転体の回転速度が、定着
   時の速度まで、時間に対し非線形に増加するように制御
   されることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記
   載の定着装置。
5. 【請求項５】駆動開始直後の回転体の回転速度が、定着
   時の速度まで、時間に対し階段状に増加するように制御
   されることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記
   載の定着装置。
6. 【請求項６】回転体の駆動開始前に、加熱手段により回
   転体を昇温させることを特徴とする請求項１から５の何
   れかに記載の定着装置。
7. 【請求項７】回転体駆動開始直後の回転体が定着時の速
   度よりも低速で駆動される時間を、駆動開始前の回転体
   の温度に応じて変化させることを特徴とする請求項１か
   ら６の何れかに記載の定着装置。
8. 【請求項８】回転体は磁場の作用を受けて発生する渦電
   流で発熱する発熱層を有し、回転体を昇温せしめる加熱
   手段は磁場を発生する磁場発生手段であることを特徴と
   する請求項１から７の何れかに記載の定着装置。
9. 【請求項９】被記録材に画像を形成する画像形成手投
   と、請求項１から８の何れかに記載の定着装置を具備
   し、前記定着装置は前記画像形成手投により被記録材上
   に形成した画像を加熱定着処理することを特徴とする画
   像形成装置。