(57)【要約】【課題】画像を保持する保持体の速度の変化に依存する画像領域内の画像濃度の変動を抑止する。【解決手段】実施形態において、定着装置は、熱を保持する液体が流入可能な第１のエンドレス体と、前記第１のエンドレス体に圧力を与える第２のエンドレス体と、前記第１のエンドレス体に液体を移動する、あるいは前記第１のエンドレス体から液体を移動する液体移動機構と、前記第１のエンドレス体の温度を所定の温度に高める熱源と、を具備する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を保持する液体が流入可能な第１のエンドレス体と、
前記第１のエンドレス体に圧力を与える第２のエンドレス体と、
前記第１のエンドレス体に液体を移動する、あるいは前記第１のエンドレス体から液体を移動する液体移動機構と、
前記第１のエンドレス体の温度を所定の温度に高める熱源と、
を具備する定着装置。
【請求項２】
前記液体移動機構は、前記第１のエンドレス体の温度が所定温度未満であるとき、液体を移動しない請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記液体移動機構は、非画像形成時、液体を移動する請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記液体移動機構は、前記第１のエンドレス体の温度を低下しない量（流量）だけ、液体を移動する請求項２記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１のエンドレス体と独立に位置し、液体を収容する保温容器をさらに具備する請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記保温容器が保持する液体の量は、前記第１のエンドレス体における水平時の液面高さが液体の流入口よりも低い位置になる量である請求項５記載の定着装置。
【請求項７】
前記液体移動機構は、前記第１のエンドレス体の温度が所定温度以上であるとき、前記保温容器から前記第１のエンドレス体へ液体を移動する請求項５記載の定着装置。
【請求項８】
前記液体移動機構は、前記第１のエンドレス体の温度が所定温度以上で非画像形成状態が一定期間継続したとき、前記第１のエンドレス体から前記保温容器に、液体を移動する請求項５記載の定着装置。
【請求項９】
画像情報を可視化材で可視化する現像部と、
画像情報を可視化した可視化材をシートに移動する転写部と、
熱を保持する液体が流入可能な第１のエンドレス体と、前記第１のエンドレス体に圧力を与える第２のエンドレス体と、前記第１のエンドレス体に液体を移動する、あるいは前記第１のエンドレス体から液体を移動する液体移動機構と、前記第１のエンドレス体の温度を所定の温度に高める熱源と、を含む定着部と、
を具備する画像形成装置。
【請求項１０】
第１のエンドレス体から圧力を受ける第２のエンドレス体内部に、第２のエンドレス体が熱源から受ける熱により所定温度以上である場合、第２のエンドレス体内部に、液体を移動し、
第２のエンドレス体が熱源から受ける熱により所定温度になるまでの間、画像形成状態に従い、第２のエンドレス体内部に、液体を移動し、あるいは液体を僅かに移動し、もしくは液体を移動しない、のいずれかを実行する定着装置の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像形成装置、定着装置及び定着装置の温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像情報に基づくトナーは、シートに移動し、シートと一体化する。トナーが一体化したシートがハードコピーである。トナーをシートに一体化するため、定着装置を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３１１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
定着装置は、シート上のトナーを溶かし、定着する。定着装置は、トナーが溶ける一定の温度を維持する。シートとトナーで消費する熱以外は、最終的に外部へ逃げる（放熱する）。放熱は、機体内の温度を上昇し、画像形成に影響を与えることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態において、定着装置は、熱を保持する液体が流入可能な第１のエンドレス体と、前記第１のエンドレス体に圧力を与える第２のエンドレス体と、前記第１のエンドレス体に液体を移動する、あるいは前記第１のエンドレス体から液体を移動する液体移動機構と、前記第１のエンドレス体の温度を所定の温度に高める熱源と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の一例を示す概略図。
【図２】実施形態の一例を示す概略図。
【図３】実施形態の一例を示す概略図。
【図４】実施形態の一例を示す概略図。
【図５】実施形態の一例を示す概略図。
【図６】実施形態の一例を示す概略図。
【図７】実施形態の一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
図１に示す画像形成装置（マルチファンクショナルプリフェラル、以下単にＭＦＰと称する）１０１は、帯電部１、書込（露光）部２、画像形成部（潜像形成、現像、転写及び清掃）３、原稿読取部４、現像部５、転写部６、クリーニング（清掃）部７、除電部８、及び定着部９を、少なくとも、含む。
【０００９】
帯電部１は、以下に説明する画像形成部３が含む像担持体、例えば円筒ドラム３１の表面に感光体層に所定極性の電荷（本例では「−（マイナス）」）を与える。なお、像担持体は、円筒ドラム状に限らず、エンドレスベルトやエンドレスベルトの内側に円筒ドラム状の部材が位置するものであってもよい。
【００１０】
書き込み（露光）部２は、帯電部１が帯電した円筒ドラム（以下、感光体ドラムと呼称する）３１の表面の感光体層に、画像形成の対象である画像情報に対応して光強度が変化する露光光、例えばレーザビームを照射して感光体層の電位を変化する。電位が変化した部分が、潜像となる。画像情報は、以下に説明する原稿読み取り部４、または図示しない外部装置、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）、あるいはＦＡＸ（ファクシミリ）が提供する。感光体ドラム３１は、例えば外径が１００ｍｍで、金属基体（中空アルミニウム）の表面に感光体層を備える。感光体層は、例えば有機感光体（ＯＰＣ）を含む。
【００１１】
画像形成（潜像形成−現像−転写−クリーニング）部３は、潜像を現像装置（現像手段）５が提供するトナー（可視化剤）が現像（可視化）したトナー像を、自身の回転により、転写部６、クリーニング部７及び除電部８に、搬送する。感光体ドラム３１は、例えば時計回り（ＣＷ（クロックワイズ）方向）に所定の速度で回転する。
【００１２】
原稿読み取り部４は、原稿読み取り装置を含む。原稿読み取り装置は、例えば６００ｄｐｉ（ドットパーインチ）／７５００画素（長手方向総画素数）のＣＣＤセンサを含み、照明した光の反射光信号である画像情報を電気信号に変換する。
【００１３】
現像部５は、マグネットローラ、マグネットローラの外周に位置し、外周を回転する現像スリーブを含む。マグネットローラは、現像スリーブ表面を、現像スリーブの回転により移動するトナーを磁気により吸着しながら、感光体ドラム（像担持体）３１の表面の潜像に選択的に提供する。現像スリーブと感光体ドラムと間の間隔は、感光体ドラム表面と接するガイドローラが管理する。現像スリーブは、非磁性材料、例えばステンレス鋼あるいはアルミニウムで形成する。
【００１４】
転写手段（剥離手段）６は、転写ローラが提供する電界により、トナー像を用紙搬送ベルトが搬送する用紙に移動する（転写ローラが提供する電界を受けたトナー像を形成する各トナーが用紙に移動する）。剥離手段は、感光体ドラム３１表面からトナー（トナー像）と用紙を分離する。
【００１５】
クリーニング部７は、除去機構、例えばブラシ体（またはブラシが円筒状であるブラシローラ）が掻き落とした転写残りトナー（廃トナー）あるいは用紙の繊維片や表面コート剤等もしくは用紙とともに搬送される異物を廃トナー／異物収納部が収容する。
【００１６】
除電部８は、像担持体３１の表面の感光体層の電位を、帯電部１が帯電する前の初期状態に戻す（感光体の残留電荷を除去する）。除電部８は、例えば７７０ｎｍよりも波長の長い赤の光を出力するＬＥＤ素子をドラム３１の軸線方向に並べたＬＥＤアレイを含む。
【００１７】
上述した画像形成装置１０１は、画像形成部３の転写部６に用紙を供給する給紙部１１と定着部９でトナー像が固定された用紙を受け取る排紙部１２とさらに有し、原稿画像読み取り部４もしくは図示しない外部装置、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）、あるいはＦＡＸ（ファクシミリ）が提供する画像情報に対応するトナー像を形成する。
【００１８】
操作部または外部装置からの画像形成の指示に従い、制御部１３の制御により動作する画像形成部３のプロセス制御及び定着部９の定着温度制御が開始し、原稿読み取り装置４もしくは外部装置が入力する画像情報に応じて、画像形成部３における潜像形成−現像−転写−クリーニング、転写／剥離部６による給紙部１１からの用紙へのトナー像の移動及び用紙の搬送制御等により、複写出力もしくはプリントアウト（プリント出力）が出力される。
【００１９】
定着部９は、図２に一例を示すが、少なくとも一方が弾性変形して密着するニップ領域９０を提供する第一ローラ９１（例えば、φ４０ｍｍ）と第二ローラ９２（例えば、φ４０ｍｍ）とを含む。第一ローラ９１または第二ローラ９２を支持するローラ支持体９３に圧力を与えるスプリング９４により、一方のローラの外周面が他方のローラの外周面に接する。ローラ支持体９３は、非画像出力時、特にスリープモード等において、ローラ相互間の圧力を実質的にゼロとする解放位置に位置する。
【００２０】
加熱装置９５が、第一ローラ９１もしくは第二ローラ９２の少なくとも一方の外周面の温度（表面温度）を、所定温度に高める（加熱装置９５がローラ表面を加熱する）。表面温度は、一例であるが、１６０℃を含む所定範囲である。温度センサ（サーミスタ）９６が検出した結果に従う温度制御により、表面温度が、所定範囲内になる。加熱装置９５は、例えばインダクションヒータ（誘導加熱装置、以下ＩＨと称することもある）を含む。加熱装置９５が、ＩＨ（インダクションヒータ）である場合、励磁コイルは、分割されてもよい（２以上のコイルを用いることもできる）、及び励磁回路１５は、入手が容易なさまざまなタイプを用いることができる。加熱装置９５としては、ハロゲンランプ等による放射熱を利用する形式も利用可能である。
【００２１】
異常温度検出機構（サーモスタット）９７が、両ローラの表面温度が予定温度よりも高く、温度センサ９６の出力に従う制御が困難であることを検出する。異常温度検出機構９７はまた、加熱装置９５あるいは温度センサ９６の異常に起因する少なくとも一方のローラの予期しない温度までの温度上昇またはニップを移動するシート体の過熱（こげ）を防止する。異常温度検出機構９７は、温度センサ９６の近傍、もしくは両ローラの外周面（円周上）の近傍の所定の位置に、位置する。
【００２２】
両ローラが接して規定するニップ９０を、トナー（記録剤）を保持したシート体（記録紙）が通過する。トナーは、ニップ９０を通過する際に溶融し、シート体に融着する。ニップ９０は、両ローラの外周面（円周上）で、例えば８ｍｍである。
【００２３】
温度センサ９６は、図３に一例を示すが、第一ローラ９１または第二ローラ９２の表面温度を、ローラの長手方向の少なくとも、１ヶ所で測定する。好ましくは、温度センサ９６は、２ヶ所に位置する（表面温度を、ローラの長手方向の少なくとも、２ヶ所で測定する）。表面温度が予定した温度よりも高く、温度センサ９６の出力に従う制御が困難であることを検出する異常温度検出機構９７が、温度センサ９６の近傍、もしくは両ローラの外周面（円周上）の近傍の所定の位置に位置する。
【００２４】
第一ローラ９１または第二ローラ９２の一方が、モータまたは、ギヤ列あるいはベルトが伝達する推力により、矢印方向に回転する。他の一方のローラは、ニップにより接する相手方（ローラ）の回転に伴って回転する（従動する）。
【００２５】
第一ローラ９１または第二ローラ９２の少なくとも一方がベルト体を含む場合、ベルト面（of ベルト体）が移動する方向は、ベルト面を矢印方向に移動する回転軸の回転と等しい。
【００２６】
第一ローラ９１または第二ローラ９２の一方であり、加熱ローラとして機能するローラ（便宜的に符号「ｎＸ（ｎは整数）」を付して説明する）は、内側から、芯金１Ｘ、ソリッドゴム層２Ｘ、及び離型層３Ｘを含む。例えば、芯金１Ｘは、厚さ１ｍｍの中空体（円筒）で、ソリッドゴム層２Ｘは、厚さ０．６ｍｍである。離型層３Ｘの厚さは、３０μｍである。芯金１Ｘの材質は、例えば鉄（Ｆｅ）である。芯金１Ｘの材質は、ステンレス鋼、アルミニウム、ステンレスとアルミニウムの合金（複合材）等でも良い。
【００２７】
第一ローラ９１または第二ローラ９２の一方であり、加圧ローラとして機能するローラ（便宜的に符号「ｎＹ（ｎは整数）」を付して説明する）は、芯金１Ｙの周囲に、所定厚さのシリコンゴム、あるいはフッ素ゴム等の弾性体層２Ｙを、含む。なお、加圧ローラに用いるローラは、必要に応じ、熱源（加熱装置）から熱を受けるが、実施形態では熱源を含まない。
【００２８】
第一ローラ９１及び第二ローラ９２とのニップ部（圧接部）９０を、トナーを保持したシート（用紙）が通過することで、用紙上のトナーが溶融し、用紙に圧着する。
【００２９】
第一ローラ９１または第二ローラ９２の一方であり、加熱ローラとして機能するローラは、図４に一例を示すが、好ましくは、内部に液体もしくは流体、例えば絶縁油を含む。
【００３０】
以下、第一ローラ９１を加熱ローラ、第二ローラ９２を加圧ローラとして、定着部９を詳細に説明する。
【００３１】
加熱装置９５は、上述の通り、例えば加熱ローラ９１の外周上に位置する。加熱装置９５の励磁コイルは、磁性体コアの採用により、コイル体（電線材）の巻き数を低減することが好ましい。コイルの形状は、加熱ローラ９１の外周の所定の位置に磁束を集中させるよう考慮される。（コイルの形状は、）例えば、トナーを保持した用紙に時間差なく熱を提供できるよう、加熱ローラ９１の外周面のうち、ニップ部９０に対して回転方向上流の側を、局部的に集中して加熱できることが好ましい。
【００３２】
加熱装置９５のコイルは、コイル体（線材）に、絶縁被覆された線径０．５ｍｍの銅線材を複数本用いたリッツ線を含む。線材として、例えば耐熱性のポリアミドイミドで被覆したφ０．５ｍｍの１９本束ねている。リッツ線を用いることで、周波数の高い交流電流を取り扱う際の表皮効果の影響を抑止できる。すなわち、線材の個々の線径を、浸透深さよりも小さくすることで、熱損等が生じにくく、交流電流を有効に利用できる。
【００３３】
加熱装置９５のコイルは、励磁回路１５からの高周波電流の入力に従い、加熱ローラ９１の芯金（１Ｘ、本実施形態では円筒）に渦電流を発生させる。加熱ローラ９１の芯金の抵抗成分は、渦電流の作用により、ジュール熱を生じる。ジュール熱は、加熱ローラ９１の外周面（及び芯金の内側）の温度を上昇する。従って、加熱ローラ９１の温度が上昇する。
【００３４】
励磁回路１５は、詳述しないが、例えばインバータ回路を含む。インバータ回路が出力する高周波電流の周波数は、例えば２０〜１００ｋＨｚであり、加熱ローラ９１は、熱量換算（もしくは高周波電力表示）で、２００Ｗ〜１．５ｋＷ相当の熱を発生する。
【００３５】
加熱ローラ９１の芯金１Ｘ内部は、上述の通り、実質的に密閉（液密）され、液体（絶縁油）２０を収容できる。液体２０は、容易に入手可能で、耐熱温度が加熱ローラ９１の最大上昇時温度／定着動作時最大温度よりも高い、例えば３００℃程度の耐熱性を有する。液体２０の種類は、好ましくは、アルキルベンゼン、ポリブデンもしくはシリコーン油等を含む。
【００３６】
加熱ローラ９１は、液体（絶縁油）２０を外部に漏らさずシールするシール材４Ｘ及びベアリング５Ｘを含む。シール材４Ｘ及びベアリング５Ｘは、加熱ローラ９１の回転を許容する。シール材４Ｘ及びベアリング５Ｘは、加熱ローラ９１内部への絶縁油（液体）２０の移動（注入）と加熱ローラ９１内の絶縁油（液体）２０の外部への移動（排出）を可能とするパイプ体（チューブ）６Ｘにより、加熱ローラ９１内部と接続するする。加熱ローラ９１の近傍には、液体（絶縁油）２０を収容する断熱容器２１が位置する。断熱容器２１は、断熱性能（保温能力）とコストとが大きく関連するため、ＭＦＰ１０１の画像形成速度（ＣＰＭ）等の要因とコストに基づき、一定時間、所定温度を維持できる保温容器とすることもできる。液体（絶縁油）の量は、例えば加熱ローラ９１を、軸線が水平になるよう配置した場合に、シール４Ｘ及びベアリング５Ｘよりも重力方向下方に留まる（シール４Ｘ及びベアリング５Ｘに液面が届かない）量が好ましい。すなわち、液体を密閉（液密）するためのシール４Ｘ及びベアリング５Ｘ等に必要なコストを最小に抑えることができる。
【００３７】
パイプ体（チューブ）６Ｘは、断熱容器２１に、加熱ローラ９１内の絶縁油（液体）を移動できる。パイプ体（チューブ）６Ｘは、加熱ローラ９１内に断熱容器２１から絶縁油（液体）２０を移動できる。液体（絶縁油）２０の移動は、例えばポンプ２２により、容易に実現できる。液体（絶縁油）２０の移動は、図５に一例を示すが、断熱容器２１と加熱ローラ９１の位置関係を利用する自然落下を用いることもできる。例えば、断熱容器２１を加熱ローラ９１に比較して相対的に高い位置に位置することで、加熱ローラ９１内へ、液体２０を移動できる。また、断熱容器２１を加熱ローラ９１に比較して相対的に低い位置に位置することで、加熱ローラ９１内の液体２０を断熱容器２１へ移動できる。断熱容器２１の移動は、例えば、ギヤ列あるいはプーリとベルトにより、外部から接続するモータの駆動を伝達することで、容易に実現できる。
【００３８】
断熱容器２１は、内部に、液体（絶縁油）２０の温度を検知する温度センサ、もしくは計測した油温を電気信号として出力可能な油温計２３を含む。断熱容器２１は、好ましくは断熱容器２１内の液体の量を検知する液量センサもしくは残量検知機構２４を含む。温度センサまたは油温計２３の出力及び液量センサもしくは残量検知機構２４の出力は、制御部１３が取得し、以下の温度制御に利用する。
【００３９】
以下、図６に従い、定着部９の温度の制御について述べる。
【００４０】
ＭＦＰ１０１の電源がオフである場合、液体２０は断熱容器２１内に位置する。
【００４１】
最初に、断熱容器２１内の液体２０の温度を温度センサもしくは油温計２３を用いて、検知する。液体２０の温度および加熱ローラ９１の温度により、液体２０の移動が異なる。
【００４２】
例えば、ＭＦＰ１０１の電源の投入時（朝の始業時）等、液体２０の温度および加熱ローラ９１の温度ともに室温に近く、温度が低い状態では、液体２０は、断熱容器２１内に維持する。
【００４３】
ＭＦＰ１０１の電源がオンされ、加熱装置９５によって加熱ローラ９１が加熱されるが、液体２０は、まだ、断熱容器２１内に維持する。
【００４４】
加熱ローラ１９が制御温度（本例では１６０℃）に到達すると、制御部１３において、レディー状態への到達（温度上昇）が検出され、加熱ローラ９１の温度が１６０℃近傍になるよう、制御部１３が制御する。
【００４５】
レディー状態において、予約印字がない場合（すぐに印字（画像形成）が行われない場合）、ポンプ２２により、断熱容器２１内の液体を少しずつ、加熱ローラ９１内部に移動する。液体２０の流量（単位時間あたりの移動量）は、加熱ローラ９１の温度が低下しない流量とする。
【００４６】
加熱ローラ９１内部に移動した液体２０の温度は、加熱ローラ９１の熱の熱伝導により次第に上昇し、最終的に加熱ローラ９１の温度とほぼ等しくなる。液体２０の総量は、加熱ローラ９１へ液体を移動する速度、液体の比熱（熱容量）、画像形成の有無、あるいはＣＰＭ（コピー・パー・ミニッツ（枚／分）すなわち画像形成速度）に関連するが、例えば加熱ローラ９１の温度が制御温度に到達してから約５分で液体２０の温度が加熱ローラ９１の温度とほぼ等しい温度になる量であることが好ましい。液体２０の量は、例えば１０分程度で液体２０の温度が制御温度に到達するような量であってもよい。
【００４７】
印字命令やコピー命令により印字（画像形成）動作が開始した場合、加熱ローラ９１の温度に応じて、断熱容器２１から加熱ローラ９１へ移動する液体２０の量を可変する。
【００４８】
加熱ローラ９１の温度が画像形成可能な定着下限温度に到達するまでは、断熱容器２１から加熱ローラ９１への液体の移動を継続する。加熱ローラ９１の温度が通紙（画像形成）による温度低下と液体の移動にともなう温度低下で定着下限温度の近傍に到達した場合、一時的に液体２０の移動を停止する。この場合、加熱ローラ９１の温度を定着下限温度以上に維持し、画像形成動作は、停止しない。このように、加熱ローラ９１の温度に応じて液体の移動と停止を行う。なお、加熱ローラ９１は、印字（画像形成）中にすべての液体２０を断熱容器２１から受け取る。加熱ローラ９１内の液体の温度は、最終的に加熱ローラ９１の温度とほぼ同じ温度になる。
【００４９】
レディー後あるいは画像形成終了後、所定時間が経過すると、制御部１３の制御により、省エネモード（スリーブモード）等へ移行される。加熱ローラ９１を加熱する加熱装置９５がオフになる。この場合は、加熱ローラ９１の内部にある液体を、加熱ローラ９１の放熱による温度低下に備え、断熱容器２１に戻す。
【００５０】
断熱容器２１に戻った液体２０の温度は、実質的に１６０℃の状態であり、断熱容器２１で、僅かな温度の低下があるものの、比較的長時間、維持される。従って、断熱容器２１内に戻った液体（絶縁油）２０は、所定時間の間、一定の熱容量を維持することができる。
【００５１】
なお、印字（画像形成）の枚数によっては、断熱容器２１内の液体２０を、加熱ローラ９１内部に移動しない制御もある。例えば、プリント命令により１枚だけの印字（画像形成）が指示され、引き続く命令がない場合等においては、直後にスリープモードに移行することもある。この場合、加熱ローラ９１への液体２０の移動とスリープモードのための（加熱ローラ９１からの）液体２０の回収に必要となる電力消費が、加熱のための電力消費を上まわる、あるいは同等程度となることもある。従って、例えば、所定期間（時間）内に指示された印字（画像形成）枚数が、一定以下である場合、上述の液体２０の移動を実行しない（液体２０を移動する条件に、画像形成枚数（回数）を含ませてもよい）。
【００５２】
断熱容器２１内の液体２０の温度が十分に高い、例えば１００℃以上であり、１６０℃に近い場合、印字命令やコピー命令により印字（画像形成）動作が開始すると、制御部１３の制御の下で、駆動回路が所定周波数の電力を加熱装置９５に供給する。これにより、加熱ローラ９１の温度が上昇する。同時に、断熱容器２１内の液体２０が加熱ローラ９１に移動する。加熱ローラ９１に移動する液体２０の温度は、定着可能温度（制御温度）に近い温度であるから、加熱ローラ９１の昇温に必要な時間は、加熱装置９５を単独で用いて加熱する場合に比較して、短縮する（加熱ローラ９１の上昇スピードが向上する）。これにより、ウォームアップ時間が短縮できる。
【００５３】
すなわち、図６に示すように、断熱容器２１内の液体２０の温度１００℃以上か否かが判断され、１００℃以上である場合［１１−ＹＥＳ］、加熱ローラ９１の加熱開始と同時に液体２０が容器２１から加熱ローラ９１内に移動して［１２］、Ｒｅａｄｙ（印刷準備完了）となる［１３］。
【００５４】
一方、容器２１内の液体２０の温度１００℃未満である場合［１１−ＮＯ］、加熱ローラ９１の加熱開始［１４］の後、制御温度（１６０℃）に到達するまで加熱を継続し、制御温度（１６０℃）に到達した時点［１５−ＹＥＳ］で、加熱ローラ９１への加熱が停止する［１６］。
【００５５】
加熱ローラ９１の加熱開始に続く、印字（画像形成）の指示がない場合（印字開始？−ＮＯ［１７−ＮＯ］）、液体２０は、加熱ローラ９１へ引き続き移動する［１９］。
【００５６】
なお、容器２１内の液体２０がなくなるまで、液体２０の加熱ローラ９１への移動が継続し［２４−ＹＥＳ］、無くなった時点で［２４−ＮＯ］、移動が停止する［２５］。なお、加熱ローラ９１への加熱は、画像形成（印字）の有無にかかわりなく、継続するものとする。
【００５７】
加熱ローラ９１の加熱開始に続いて、印字（画像形成）が指示されている場合（印字開始？−ＹＥＳ［１７−ＹＥＳ］）、液体２０の加熱ローラ９１への移動が停止し、加熱ローラ９１を加熱する［１８］。
【００５８】
ここで、容器２１内の液体２０がなくなるまで、液体２０の加熱ローラ９１への移動を開始し［２０−ＹＥＳ］〜［２１］、容器内の液体２０が無くなった時点で［２０−ＮＯ］、移動が停止する［２５］。但し、容器２１からローラ９１への液体２０の移動［２１］は、加熱ローラ９１の温度が定着下限温度より高いこと［２２−ＹＥＳ］を条件とする。従って、（途中で）加熱ローラ９１の温度が定着下限温度まで下がった場合［２２−ＮＯ］、容器２１からローラ９１への液体２０の移動が一時的に中止する［２３］。
【００５９】
このように、加熱ローラ９１の熱は、加熱装置９５による加熱を停止すると、放熱により短時間で低下する。従って、放熱により失う熱を液体２０で蓄え、断熱容器２１で保持し、画像形成（印字）が指示された時点で、加熱ローラ９１内へ液体２０を移動することで、次のウォームアップ時、あるいはスリープモードからの復帰時の復帰（昇温）時間を短くできる。
【００６０】
なお、液体２０の温度が一定以上であるため、通紙（画像形成）中の加熱ローラ９１の温度の低下も抑止できる。また、加熱ローラ９１の温度が定着可能温度である場合、加熱装置９５による加熱の程度（加熱装置９５の出力）を抑制する（絞る）ことができ、電力消費量を低減できる。
【００６１】
ところで、画像形成装置（ＭＦＰ１０１）に特有の事象として、定着部９の加熱ローラ９１の長さ（軸線に沿う長手方向）に比較して、画像形成に用いる用紙のサイズ（幅）が小さい場合がある。例えば、加熱ローラ９１の有効長さが３００ｍｍである場合、Ａ４サイズの用紙を、短辺が加熱ローラ９１の軸線と平行になるよう搬送する画像形成時には、用紙の幅は２１０ｍｍであるから、加熱ローラ９１の約１／３の領域が呈する熱は、利用されない。また、同様の条件の画像形成を一定枚数（時間）継続すると、加熱ローラ２が、長手方向の熱分布を持つ。
【００６２】
このため、加熱ローラ９１内部の液体２０は、加熱ローラ９１の熱分布を均一化するために有益である。すなわち、液体２０は、加熱ローラ９１内部を移動できるので、（加熱ローラ９１の）温度が高い部分から多くの熱を受け取り、液体２０内の熱移動（液体２０の対流による液体２０自身が保持する熱の均一化）の後、（加熱ローラ９１の）温度の低い部分を昇温する（加熱ローラ９１の熱が、高いほうから低いほうへ移動する）。すなわち、加熱ローラ９１内を液体２０が移動することにより、（加熱ローラ９１の）最も熱の低い領域の温度が高められる）。
【００６３】
このため、例えば小サイズを連続通紙した際の（加熱ローラ９１の）非通紙部の温度上昇が起きたとき、加熱ローラ９１の端部温度の上昇を緩和する方向に液体が作用する。すなわち、ウォームアップ時間（復帰時間）を短縮でき、（加熱ローラ９１の）小サイズ紙を連続通紙した際の非通紙部の温度上昇を抑制することが可能な定着器を構成することができる。
【００６４】
また、例えば両面印刷（用紙の両面への画像形成）時のような、加熱ローラ９１の温度が一定温度よりも下がりにくい条件においては、加熱ローラ９１内に移動した液体２０により熱を回収（蓄積）することで、加熱ローラ９１の温度を一定範囲内に維持できる。なお、液体２０が保持する熱（液体の熱容量）が多い場合、加熱装置９５による加熱を弱める（絞る）ことも可能である。
【００６５】
なお、図７に一例を示すが、断熱容器２１内部に液体（絶縁油）２０を加熱するヒータ（熱源）２５を用意し、ヒータ２５で予め加熱した液体２０を、加熱ローラ９１内へ移動することで、加熱ローラ９１の温度を定着可能温度に上昇するために必要な時間を、一層低減できる。
【００６６】
すなわち、断熱容器２１で所定温度に加熱した液体２０を、ポンプ２６により加熱ローラ９１内に移動し、液体２０が保持する熱の熱伝導により、加熱ローラ９１の温度を高める。
【００６７】
液体２０は、断熱容器２１内と加熱ローラ９１内部を一定の流速で循環する。
【００６８】
これにより、加熱ローラ９１の温度は、一定に維持される。画像形成が連続し、加熱ローラ９１に必要な熱が多い場合、循環する液体２０の移動速度を速める（液体２０の移動量を増やす）。
【００６９】
加熱ローラ９１が要求する熱が少ない場合、移動する液体２０の速度を遅くする、あるいは移動する液体２０の量を抑える。なお、ヒータ２５の出力を小さく抑えてもよいし、両者を併用してもよい。
【００７０】
液体２０の温度（ヒータに供給する加熱用電力）及び液体の流量（移動速度）は、温度センサ９６により検出した加熱ローラ９１の温度に基づいて、設定する。
【００７１】
液体２０は、断熱容器２１の内部で加熱されるので、外部への放熱によるロスがほとんどなく、熱変換効率が高い。
【００７２】
また、液体２０自身の内部対流（液体の対流による液体自身が保持する熱の均一化）があり、温度（液温）が均一なため、加熱ローラ９１の非通紙部の部分的な温度上昇等が発生しにくい。
【００７３】
また、非画像形成時（定着装置非稼動時）においても、断熱容器２１内は、液体２０を一定温度に保温（加熱）する。従って、次のウォームアップ時あるいはスリープモードからの復帰時の復帰（昇温）時間を短くできる。
【００７４】
なお、液体２０を加熱する機構として断熱容器２１内のヒータ２５では不足する場合、例えばＭＦＰ１０１の電源の投入時（起動時）等、液体２０の温度を定着可能温度まで昇温するために必要な時間が比較的長くなる場合、加熱装置９５による加熱ローラ９１の加熱を併用することにより、昇温時間を短縮することもできる。また、起動時に、印字（画像形成）命令あるいは印字予約がない場合、加熱装置９５の併用による加熱を停止することにより、消費電力を抑えることができる。
【００７５】
以上説明したように、実施形態の定着装置は、液体に蓄熱した熱を断熱容器に移動して熱を保持し、この熱を利用して次のウォームアップ時、復帰時に利用することで復帰時間を短くできる。
【００７６】
また、例えば小サイズの用紙に連続して画像を出力した場合においても、加熱ローラの非通紙領域に生じる温度の上昇を緩和することができる。
【００７７】
また、液体を容器内で予め加熱し、加熱された液体を加熱ローラ内部に移動することで、熱伝導によって加熱ローラを温めることにより、熱利用効率を高めることができる。特に、加熱装置と併用することにより、定着可能となる温度までの温度上昇（加熱）に必要な時間及びエネルギー（消費電力）が低減できる。
【００７８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７９】
１…帯電部、２…書込（露光）部、３…画像形成（潜像形成、現像、転写及びクリーニング（清掃））部、４…原稿読取部、５…現像部、６…転写部、７…クリーニング（清掃）部、８…除電部、９…定着部、１１…給紙部、１２…排紙部、１３…制御部、１５…励磁回路、２０…絶縁油（流体）、２１…断熱容器、２２…ポンプ、２３…油温計、２４…残量検知機構、２５…ヒータ、３１…感光体、９０…ニップ、９１…加熱ローラ（第一ローラ）、９２…加圧ローラ（第二ローラ）、９５…加熱装置、９６…温度センサ、９７…異常温度検出機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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