(57)【要約】【課題】  待機状態から動作状態への移行に際して、加熱部材表面の温度むらを迅速に低減し得る加熱装置およびそれを備えた画像形成装置、並びに加熱装置の加熱方法を提供する。【解決手段】  加熱装置１２は、加熱ローラ３１と、誘導加熱手段３７と、加熱部材３３によって加熱される加圧部材３２とを備えている。誘導加熱手段３７および加圧部材３２は、加熱ローラの周面を局所的に加熱して、加熱ローラ３１表面に、３つの加熱領域を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材に圧接して該加熱部材の回転とともに回転する加圧部材を備え、上記加熱部材の周面を加熱源によって局所的に加熱することにより、上記加熱部材の回転軸方向の両端部間にわたる加熱領域が該回転軸方向に平行に形成される加熱装置において、
上記加熱部材の回転が停止している場合、上記加熱部材は、該加熱部材の周面に、少なくとも３つの加熱領域を有していることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
上記加熱部材の回転が停止している場合、上記加熱部材の周面には、該加熱部材の回転方向に沿って、上記加熱源によって加熱されない非加熱領域と上記加熱領域とが交互に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
上記加熱領域は、互いに等しい間隔を隔てて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
上記加熱部材の外周長と、上記加圧部材の外周長とは、互いに異なっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項５】
上記加熱部材および加圧部材のうち、外周長が相対的に長い一方の部材の外周長は、外周長が相対的に短い他方の部材の外周長の整数倍ではない長さを有していることを特徴とする請求項４記載の加熱装置。
【請求項６】
上記加熱部材は、上記加熱源によって発熱する発熱層を有し、
上記加熱源の少なくとも１つは、上記発熱層を誘導加熱によって加熱する誘導加熱手段であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項７】
上記誘導加熱手段は、上記加熱部材の外周に対向するように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の加熱装置。
【請求項８】
上記加圧部材は、上記加熱源の少なくとも１つとなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項９】
上記加圧部材は、該加圧部材の内部に、該加圧部材全体を均一に加熱する内部熱源を有していることを特徴とする請求項６に記載の加熱装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の加熱装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
加熱部材に圧接して圧接部を形成する加圧部材を備え、上記加熱部材の周面を加熱源によって局所的に加熱することにより、上記加熱部材の回転軸方向の両端部間にわたる加熱領域が該回転軸方向に平行に形成される加熱装置にて、動作状態で、上記加熱部材と加圧部材とが回転することにより、上記圧接部にて被加熱材の加熱を行うとともに、待機状態で、上記加熱部材および加圧部材の回転を停止して、上記加熱源によって加熱部材の予熱を行う加熱装置の加熱方法において、
上記待機状態から動作状態に復帰する動作を行う復帰状態は、
上記加熱部材および加圧部材の回転を行う第１ステップと、
上記加熱部材および加圧部材の回転を、所定位置にて、所定時間停止する第２ステップと、
上記加熱部材および加圧部材の回転を再開する第３ステップとを有していることを特徴とする加熱装置の加熱方法。
【請求項１２】
上記待機状態にて、上記加熱部材の周面には、該加熱部材の回転方向に沿って、上記加熱源によって加熱されない非加熱領域と上記加熱領域とが交互に形成され、
上記復帰状態の第２ステップにて、上記待機状態における非加熱領域が上記加熱源によって加熱される位置で、上記加熱部材の回転を停止することを特徴とする請求項１１に記載の加熱装置の加熱方法。
【請求項１３】
上記待機状態にて、加熱部材の周面には、少なくとも２つの加熱領域が形成されているとともに、該加熱領域は、上記加熱部材の回転方向に沿って、互いに等しい間隔を隔てて形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の加熱装置の加熱方法。
【請求項１４】
上記加熱源として、上記加圧部材全体を均一に加熱し、かつ上記待機状態にて上記圧接部の位置で加熱部材を加熱するための内部熱源を内部に備えた加圧部材を用いるとともに、上記待機状態にて上記圧接部以外の位置で上記加熱部材を加熱する局所加熱源を用い、
上記復帰状態では、上記内部熱源の電源をオフにするとともに、上記動作状態時に局所加熱源に投入される電力量よりも多くの電力量を上記局所加熱源に投入することを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の加熱装置の加熱方法。
【請求項１５】
上記加圧部材の待機状態における設定温度は、動作状態における設定温度よりも高い温度に設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の加熱装置の加熱方法。
【請求項１６】
上記待機状態にて、加熱部材の周面には、少なくとも２つの加熱領域を有し、
上記待機状態にて、上記加熱部材の回転方向における加熱領域の長さが相対的に狭い第１の加熱領域における設定温度は、加熱領域の長さが相対的に広い第２の加熱領域における設定温度よりも高い温度に設定されていることを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の加熱装置の加熱方法。
【請求項１７】
上記第１ステップにて、上記加熱部材を少なくとも１回転するとともに、該加熱部材の周面における温度分布を記憶し、
上記第２ステップにて、上記温度分布に基づいて、相対的に温度が低い領域が上記加熱源によって加熱される位置で、上記加熱部材の回転を停止することを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載の加熱装置の加熱方法。
【請求項１８】
上記第２ステップと第３ステップとを繰り返して行うことを特徴とする請求項１１から１７のいずれか１項に記載の加熱装置の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置およびそれを備えた画像形成装置、並びに加熱装置の加熱方法に関し、より詳細には、待機時における温度むらが低減された加熱装置およびそれを備えた画像形成装置、並びに加熱装置の加熱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、アルミニウム等の中空芯金を有する加熱ローラを備え、該加熱ローラの内部にハロゲンヒータ等の加熱手段を配置した加熱装置が定着装置として広く用いられている。上記加熱装置は、上記ハロゲンヒータによって加熱ローラを所定の温度（定着温度）まで加熱している。
【０００３】
上述した構成の加熱装置は、加熱ローラの熱容量が大きく、且つ、ハロゲンヒータに発生した熱を加熱ローラに伝熱するため、加熱開始から、加熱ローラが定着温度に達して加熱動作（定着動作）を行うまでの時間（以後、ウォームアップ時間と記載する）が長い。そこで、加熱ローラに熱容量の小さい導電層を設け、該導電層を発熱させることによって、加熱効率を向上した誘電加熱方式の加熱装置が、例えば特許文献１に提案されている。すなわち、特許文献１の加熱装置は、加熱ローラに対向するように磁界発生手段を配置し、該磁界発生手段によって、上記導電層に磁界を作用させている。これにより、導電層には渦電流が発生し、該渦電流によるジュール熱によって、熱容量の小さい導電層が発熱するので、加熱ローラのウォームアップ時間を短縮することができる。
【０００４】
しかしながら、上述した誘導加熱方式の加熱装置では、磁界発生手段からの磁界は、表皮効果の影響により、磁界発生手段に対向する導電層に主に作用する。そのため、加熱ローラが回転を停止している待機状態などでは、加熱ローラの発熱領域は、磁界発生手段に対向する局所的な領域となってしまう。このように、加熱ローラが局所的に発熱すると、加熱ローラの周方向の温度分布が不均一になり、この状態で定着動作を行うと画像の光沢にむらが生じる。
【０００５】
上記のような定着処理時における加熱ローラの温度分布の不均一を抑制するための加熱装置が、特許文献２に開示されている。該特許文献２に記載の加熱装置では、待機中は加熱ローラの回転を停止させた状態で、上記磁界発生手段によって加熱ローラを加熱する。その後、定着動作を開始する前に、加熱ローラを回転させることによって、加熱ローラの温度を均一にしている。
【特許文献１】特開２００１−１８８４２７公報（公開日：２００１年７月１０日）
【特許文献２】特開２００１−１９４９４７公報（公開日：２００１年７月１９日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２における加熱装置では、温度分布の均一化を図るために加熱ローラを回転させる時間が必要となる。特に待機状態が長期間に及ぶ場合や、加熱装置の周辺温度が低い場合には、加熱ローラ表面の温度のばらつきが大きくなる傾向にある。それゆえ、加熱ローラの表面温度を均一化するために、加熱ローラを回転させる時間が長くなり、定着動作が可能となるまでのウォームアップ時間が長くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、待機状態から動作状態への移行時に、速やかに加熱部材や加圧部材の温度むらを解消し、動作状態への移行を迅速に行うことができる加熱装置およびそれを備えた画像形成装置、並びに加熱装置の加熱方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る加熱装置は、上記課題を解決するために、加熱部材に圧接して該加熱部材の回転とともに回転する加圧部材を備え、上記加熱部材の周面を加熱源によって局所的に加熱することにより、上記加熱部材の回転軸方向の両端部間にわたる加熱領域が該回転軸方向に平行に形成される加熱装置において、上記加熱部材の回転が停止している場合、上記加熱部材は、該加熱部材の周面に、少なくとも３つの加熱領域を有していることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る加熱装置は、上記の加熱装置において、上記加熱部材の回転が停止している場合、上記加熱部材の周面には、該加熱部材の回転方向に沿って、上記加熱源によって加熱されない非加熱領域と上記加熱領域とが交互に形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る加熱装置は、上記の加熱装置において、上記加熱領域は、互いに等しい間隔を隔てて形成されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る加熱装置は、上記の加熱装置において、上記加熱部材の外周長と、上記加圧部材の外周長とは、互いに異なっていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る加熱装置は、上記の加熱装置において、上記加熱部材および加圧部材のうち、外周長が相対的に長い一方の部材の外周長は、外周長が相対的に短い他方の部材の外周長の整数倍ではない長さを有していることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る加熱装置は、上記の加熱装置において、上記加熱部材は、上記加熱源によって発熱する発熱層を有し、上記加熱源の少なくとも１つは、上記発熱層を誘導加熱によって加熱する誘導加熱手段であってもよい。
【００１４】
また、本発明に係る加熱装置は、上記の加熱装置において、上記誘導加熱手段は、上記加熱部材の外周に対向するように配置されていてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る加熱装置は、上記の加熱装置において、上記加圧部材は、上記加熱源の少なくとも１つとなることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る加熱装置は、上記の加熱装置において、上記加圧部材は、該加圧部材の内部に、該加圧部材全体を均一に加熱する内部熱源を有していてもよい。
【００１７】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記の加熱装置のいずれかを備えていることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係る加熱装置の加熱方法は、上記課題を解決するために、加熱部材に圧接して圧接部を形成する加圧部材を備え、上記加熱部材の周面を加熱源によって局所的に加熱することにより、上記加熱部材の回転軸方向の両端部間にわたる加熱領域が該回転軸方向に平行に形成される加熱装置にて、動作状態で、上記加熱部材と加圧部材とが回転することにより、上記圧接部にて被加熱材の加熱を行うとともに、待機状態で、上記加熱部材および加圧部材の回転を停止して、上記加熱源によって加熱部材の予熱を行う加熱装置の加熱方法において、上記待機状態から動作状態に復帰する動作を行う復帰状態は、上記加熱部材および加圧部材の回転を行う第１ステップと、上記加熱部材および加圧部材の回転を、所定位置にて、所定時間停止する第２ステップと、上記加熱部材および加圧部材の回転を再開する第３ステップとを有していることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る加熱装置の加熱方法は、上記の加熱装置の加熱方法において、上記待機状態にて、上記加熱部材の周面には、該加熱部材の回転方向に沿って、上記加熱源によって加熱されない非加熱領域と上記加熱領域とが交互に形成され、上記復帰状態の第２ステップにて、上記待機状態における非加熱領域が上記加熱源によって加熱される位置で、上記加熱部材の回転を停止することが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る加熱装置の加熱方法は、上記の加熱装置の加熱方法において、上記待機状態にて、加熱部材の周面には、少なくとも２つの加熱領域が形成されているとともに、該加熱領域は、上記加熱部材の回転方向に沿って、互いに等しい間隔を隔てて形成されていることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る加熱装置の加熱方法は、上記の加熱装置の加熱方法において、上記加熱源として、上記加圧部材全体を均一に加熱し、かつ上記待機状態にて上記圧接部の位置で加熱部材を加熱するための内部熱源を内部に備えた加圧部材を用いるとともに、上記待機状態にて上記圧接部以外の位置で上記加熱部材を加熱する局所加熱源を用い、上記復帰状態では、上記内部熱源の電源をオフにするとともに、上記動作状態時に局所加熱源に投入される電力量よりも多くの電力量を上記局所加熱源に投入してもよい。
【００２２】
また、本発明に係る加熱装置の加熱方法は、上記の加熱装置の加熱方法において、上記加圧部材の待機状態における設定温度は、動作状態における設定温度よりも高い温度に設定されていてもよい。
【００２３】
また、本発明に係る加熱装置の加熱方法は、上記の加熱装置の加熱方法において、上記待機状態にて、加熱部材の周面には、少なくとも２つの加熱領域を有し、上記待機状態にて、上記加熱部材の回転方向における加熱領域の長さが相対的に狭い第１の加熱領域における設定温度は、加熱領域の長さが相対的に広い第２の加熱領域における設定温度よりも高い温度に設定されていてもよい。
【００２４】
また、本発明に係る加熱装置の加熱方法は、上記の加熱装置の加熱方法において、上記第１ステップにて、上記加熱部材を少なくとも１回転するとともに、該加熱部材の周面における温度分布を記憶し、上記第２ステップにて、上記温度分布に基づいて、相対的に温度が低い領域が上記加熱源によって加熱される位置で、上記加熱部材の回転を停止してもよい。
【００２５】
また、本発明に係る加熱装置の加熱方法は、上記の加熱装置の加熱方法において、上記第２ステップと第３ステップとを繰り返して行ってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の加熱装置は、以上のように、加熱部材に圧接して該加熱部材の回転とともに回転する加圧部材を備え、上記加熱部材の周面を加熱源によって局所的に加熱することにより、上記加熱部材の回転軸方向の両端部間にわたる加熱領域が該回転軸方向に平行に形成される加熱装置において、上記加熱部材の回転が停止している場合、上記加熱部材は、該加熱部材の周面に、少なくとも３つの加熱領域を有している。ここで、上記加熱部材の周面とは、加熱部材の内周または外周をいう。また、回転軸とは、加熱部材の回転中心をいい、回転軸方向に平行とは、回転軸に対して実質的に平行であることも含むものとする。
【００２７】
上記の構成によれば、加熱装置が予熱を行って動作を停止している待機状態にて、加熱部材の温度むらを抑制することができる。したがって、上記待機状態から、加熱装置が所定の加熱動作を行う動作状態に復帰する復帰状態時に、速やかに加熱部材表面の温度むらを解消することができる。
【００２８】
また、本発明の加熱装置は、さらに、加熱部材の回転が停止している場合、上記加熱部材の周面には、該加熱部材の回転方向に沿って、上記加熱源によって加熱されない非加熱領域と上記加熱領域とが交互に形成されているので、上記待機状態における加熱部材の周面方向の温度の不均一を低減することができる。それゆえ、上記復帰状態時に、加熱部材の加熱によって、表面温度を素早く均一にすることができる。
【００２９】
また、本発明の加熱装置は、さらに、上記加熱領域は、互いに等しい間隔を隔てて形成されているので、待機状態における加熱部材表面の温度むらをより一層低減することができる。これにより、復帰状態時にて、加熱部材表面の温度むらを短時間で解消することができる。
【００３０】
また、本発明の加熱装置は、さらに、上記加熱部材の外周長と、上記加圧部材の外周長とは、互いに異なっており、好ましくは、上記加熱部材および加圧部材のうち、外周長が相対的に長い一方の部材の外周長は、外周長が相対的に短い他方の部材の外周長の整数倍ではない長さを有している。上記の構成によれば、加熱部材または加圧部材が１回転する毎に、加熱部材と加圧部材とが圧接する位置での、加熱部材表面と加圧部材表面とを異ならせることができる。したがって、待機状態時に発生した加熱部材の表面温度の不均一性を、復帰状態にて加熱部材および加圧部材が回転することによって、加熱部材表面の温度むらを低減することができる。
【００３１】
また、本発明の加熱装置は、さらに、上記加熱部材は、上記加熱源によって発熱する発熱層を有し、上記加熱源の少なくとも１つは、上記発熱層を誘導加熱によって加熱する誘導加熱手段であってもよい。ここで、上記誘導加熱手段は、上記加熱部材の外周に対向するように配置されていてもよい。上記の構成によれば、加熱部材に発熱層を設け、加熱効率に優れた誘導加熱手段を用いて、上記発熱層を加熱しているので、加熱部材を効率よく昇温させることができる。
【００３２】
また、本発明の加熱装置は、さらに、上記加圧部材は、上記加熱源の少なくとも１つとなることが好ましい。このように、加圧部材が加熱源としての機能を兼ね備えることにより、加熱装置の構造の簡略化を図ることができる。また、加圧部材は、加熱部材に圧接して設けられているので、加圧部材が加熱源とすることにより、加熱部材を効率よく加熱することができる。
【００３３】
また、本発明の加熱装置は、さらに、上記加圧部材は、該加圧部材の内部に、該加圧部材全体を均一に加熱する内部熱源を有しているものであってもよい。上記の構成によれば、加圧部材全体が均一に加熱されるので、復帰状態にて、加圧部材が回転して、加熱部材と加圧部材との圧接位置が変化しても、加圧部材によって、加熱部材を常に加熱することができる。これにより、加熱部材の加熱を効率よく行うことができる。
【００３４】
また、本発明の画像形成装置は、上記の加熱装置のいずれかを備えているので、待機状態から動作状態に復帰する際に、速やかに加熱部材表面の温度むらを解消することができる画像形成装置を提供することができる。
【００３５】
また、本発明の加熱装置の加熱方法は、以上のように、加熱部材に圧接して圧接部を形成する加圧部材を備え、上記加熱部材の周面を加熱源によって局所的に加熱することにより、上記加熱部材の回転軸方向の両端部間にわたる加熱領域が該回転軸方向に平行に形成される加熱装置にて、動作状態で、加熱部材と加圧部材とが回転することにより、加熱部材と加圧部材とが圧接して形成される圧接部にて被加熱材の加熱を行うとともに、待機状態で、上記加熱部材および加圧部材の回転を停止して、加熱源によって加熱部材の予熱を行う加熱装置の加熱方法において、上記待機状態から動作状態に復帰する動作を行う復帰状態は、上記加熱部材および加圧部材の回転を行う第１ステップと、上記加熱部材および加圧部材の回転を、所定位置にて、所定時間停止する第２ステップと、上記加熱部材および加圧部材の回転を再開する第３ステップとを有している。
【００３６】
上記の方法によれば、復帰状態にて、加熱部材および加圧部材を所定の回転角度を回転させて、回転を停止して、加熱部材の加熱を行うことができる。それゆえ、加熱部材の回転角度を調整することによって、待機状態にて、加熱部材表面のうち低い温度となっている領域（以下、低温領域と記載する）を集中的に加熱することができる。また、加熱部材の低温領域を集中的に加熱した後は、加熱部材および加圧部材を回転させているので、加熱部材全体を均一に加熱して、加熱部材表面の温度むらを低減することができる。
【００３７】
さらに、上記のように、復帰状態にて、加熱部材の回転の停止を行って、加熱部材を間欠的に回転させることにより、加熱部材が所定温度にまで昇温する復帰時間を短縮することができる。
【００３８】
また、本発明の加熱装置の加熱方法は、さらに、上記待機状態にて、上記加熱部材の周面には、該加熱部材の回転方向に沿って、上記加熱源によって加熱されない非加熱領域と上記加熱領域とが交互に形成され、上記復帰状態の第２ステップにて、上記待機状態における非加熱領域が上記加熱源によって加熱される位置で、上記加熱部材の回転を停止するようにしてもよい。あるいは、上記待機状態にて、加熱部材の周面には、少なくとも２つの加熱領域が形成されているとともに、該加熱領域は、上記加熱部材の回転方向に沿って、互いに等間隔を隔てて形成されていてもよい。
【００３９】
上記の方法によれば、加熱領域と非加熱領域とが交互に形成される、あるいは、加熱領域が互いに等間隔を隔てて形成されているので、待機状態における加熱部材の周面方向の温度の不均一を低減することができる。それゆえ、上記復帰状態時に、加熱部材の加熱によって、表面温度の温度むらを素早く解消することができる。
【００４０】
また、本発明の加熱装置の加熱方法は、さらに、上記加熱源として、上記加圧部材全体を均一に加熱し、かつ上記待機状態にて上記圧接部の位置で加熱部材を加熱するための内部熱源を内部に備えた加圧部材を用いるとともに、上記待機状態にて上記圧接部以外の位置で上記加熱部材を加熱する局所加熱源を用い、上記復帰状態では、上記内部熱源の電源をオフにするとともに、上記動作状態時に局所加熱源に投入される電力量よりも多くの電力量を上記局所加熱源に投入することが好ましい。
【００４１】
上記の方法によれば、加圧部材が内部熱源を備えているので、待機状態にて、加圧部材全体が加熱されている。そのため、復帰状態にて、加圧部材の加熱を停止しても、加熱部材に圧接する圧接部にて、加熱部材を加熱することができる。また、加熱装置に使用することができる電力量に制限がある場合にも、内部熱源への電力供給を停止すると、局所加熱源により多くの電力量を投入することができる。したがって、局所加熱源によって、加熱部材を効率よく加熱することができる。それゆえ、復帰状態にて、加熱部材表面の温度むらを速やかに低減することができる。
【００４２】
また、本発明の加熱装置の加熱方法は、さらに、上記加圧部材の待機状態における設定温度は、動作状態における設定温度よりも高い温度に設定されていてもよい。該方法によれば、待機状態にて、加圧部材が十分な熱量を保持し得るように、該加圧部材の加熱を行うことができる。それゆえ、復帰状態にて、加圧部材の加熱を停止しても、圧接部にて、加熱部材を十分に加熱することができる。
【００４３】
また、本発明の加熱装置の加熱方法は、さらに、上記待機状態にて、加熱部材の周面には、少なくとも２つの加熱領域を有し、上記待機状態にて、上記加熱部材の回転方向における加熱領域の長さが相対的に狭い第１の加熱領域における設定温度は、加熱領域の長さが相対的に広い第２の加熱領域における設定温度よりも高い温度に設定されていることが好ましい。
【００４４】
上記の方法によれば、第１の加熱領域の設定温度が、第２の加熱領域の設定温度よりも低い場合に比べて、待機状態における加熱部材表面の温度むらを抑制することができる。それゆえ、復帰状態にて、速やかに加熱部材表面の温度の不均一性を解消することができる。
【００４５】
また、本発明の加熱装置の加熱方法は、さらに、上記第１ステップにて、上記加熱部材を少なくとも１回転するとともに、該加熱部材の周面における温度分布を記憶し、上記第２ステップにて、上記温度分布に基づいて、相対的に温度が低い領域が上記加熱源によって加熱される位置で、上記加熱部材の回転を停止するようにしてもよい。
【００４６】
上記の方法によれば、復帰状態に移行した段階での加熱部材表面の温度分布を検出することができるので、該検出結果に基づいて、加熱部材の低温領域を集中的に加熱することができる。それゆえ、復帰状態で、加熱部材表面の温度むらを短時間で解消することができる。
【００４７】
また、本発明の加熱装置の加熱方法は、さらに、上記第２ステップと第３ステップとを繰り返して行ってもよい。該方法によれば、加熱部材の回転と回転の停止とを繰り返して行っているので、加熱部材表面の温度むらが一様でない場合にも、加熱部材の低温領域を効果的に加熱することができる。それゆえ、復帰状態で、加熱部材表面の温度むらを効率よく解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４９】
図２に、本発明にかかる加熱装置の概略断面図を示す。図２に示す加熱装置１２は、例えば電子写真方式の画像形成装置に備えられ、記録用紙（被加熱材）Ｐ上の未定着のトナーからなる未定着トナー像Ｔを溶融して、記録用紙Ｐ上へのトナー像の加熱加圧定着を行っている。具体的には、上記加熱装置１２は、発熱層３１ｂを有する上記加熱ローラ（加熱部材）３１を、その外部に配置した上記誘導加熱手段（加熱源）３７により加熱する。その後、一定温度にまで加熱された加熱ローラ３１と加圧ローラ（加圧部材・加熱源）３２の圧接部に未定着のトナー像Ｔを有する記録用紙Ｐを通紙することで、記録用紙Ｐに画像を定着させる。そのため、上記加熱装置１２は、図２に示すように、加熱ローラ３１と、加圧ローラ３２と、誘導加熱手段３７と、加熱手段（内部熱源）３３と、加熱ローラ用サーミスタ３５と、制御手段３６と、加圧ローラ用サーミスタ３８と、励磁回路３４とを備えている。
【００５０】
上記加熱ローラ３１は、記録用紙Ｐ上のトナーを溶融するとともに、該加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との加圧力によって、記録用紙Ｐ上にトナー像を定着させる。加熱ローラ３１は駆動手段４３からの駆動力を受けて、図２中の矢印Ｒ１の方向に、回転駆動される。上記加熱ローラ３１は、芯金３１ｄと、弾性層３１ｃと、発熱層３１ｂと、離型層３１ａとを備えており、芯金３１ｄ上に、弾性層３１ｃ、発熱層３１ｂ、離型層３１ａが順次形成されている。
【００５１】
上記芯金３１ｄは、アルミニウム、鉄もしくはステンレス等の金属からなる。このうち、誘導加熱による発熱を防止するため、アルミニウムがより望ましい。
【００５２】
上記弾性層３１ｃは、後述する薄肉化された発熱層３１ｂを固定支持するために、該発熱層３１ｂと上記芯金３１ｄとの間に設けられる。弾性層３１ｃを設けることにより、発熱層３１ｂの十分な機械的強度を確保することができる。また、弾性層３１ｃは、発熱層３１ｂで発生した熱が芯金３１ｄに逃げることを極力防止するために、断熱性を有している。さらに、弾性層３１ｃは、発熱層３１ｂの発熱によって劣化しにくい耐熱性を有している。したがって、弾性層３１ｃは、発泡シリコンゴムなどの断熱性および耐熱性に優れた材料にて形成されることが好ましい。
【００５３】
上記発熱層３１ｂは、誘導加熱により発熱する発熱体である。加熱ローラ３１の表面温度の立ち上がり時間を短縮するために、発熱層３１ｂの肉厚は、４０μｍ〜５０μｍ程度に薄肉化されていることが好ましい。上記発熱層３１ｂの材質は、誘導加熱により加熱を行うため、鉄やＳＵＳ４３０ステンレス材等、磁性を有する導電性部材であればよい。特に比透磁率が高い材料が好ましく、珪素鋼板や電磁鋼板、ニッケル鋼等を用いることもできる。また、非磁性体であっても、抵抗値の高い材料であれば誘導加熱によって発熱するので、ＳＵＳ３０４ステンレス材などを使用してもよい。さらに、発熱層３１ｂとして、比透磁率の高い材料が導電性を有するように配置されていれば、セラミックなどの非磁性のベース部材を用いてもよい。なお、発熱量を増大させるために、発熱層３１ｂが複数形成されてもよい。
【００５４】
また上記離型層３１ａは、上記発熱層３１ｂ表面（外周面）を被覆し、ニップ部（圧接部）での加熱により、粘度が低下したトナーが加熱ローラ３１表面に付着することを防止する。離型層３１ａは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）等のフッ素樹脂、あるいは、シリコンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコンゴム等の弾性体、もしくは、これらが複数積層されてなる。特に、上記加熱装置１２が、カラー印刷用のトナーの定着処理を行う場合には、上記離型層３１ａとして、弾性を有するゴム系材料を用いることが好ましい。
【００５５】
上記誘導加熱手段３７は、加熱ローラ３１の発熱層３１ｂに交番磁界を作用させて、発熱層３１ｂを発熱させる。上記誘導加熱手段３７は、図２に示すように、誘導コイル３７ａと該誘導コイル３７ａを保持するための樹脂製ホルダー３７ｂを有し、加熱ローラ３１の外周面に対向するように配置されている。より具体的には、上記誘導加熱手段３７は、加熱ローラ３１の発熱層３１ｂの外周面に沿って所定の曲率で、該加熱ローラ３１の外周面を局所的に覆うように配置されている。
【００５６】
図３に、上記誘導加熱手段３７の上面図を示す。図２及び図３に示すように、上記誘導コイル３７ａは、導線を空芯で複数回巻き回すことによって形成される。すなわち、誘導コイル３７ａの中央部に、加熱ローラ３１の回転方向に沿って、距離Ｌの空隙が出来るよう渦巻き状に巻かれた構成となっている。上記誘導コイル３７ａを形成する上記導線には、例えば、耐熱性を考慮して、表面絶縁層として酸化膜を有するアルミニウム単線を使用すればよい。あるいは、銅線もしくは銅ベースの複合部材線やエナメル線等を撚り線にしてなるリッツ線を用いてもよい。何れの導線を使用した場合にも、誘導コイル３７ａでのジュール損を抑制するためには、誘導コイル３７ａの全抵抗値は、０．５Ω以下とすることが好ましく、０．１Ω以下とすることがより好ましい。
【００５７】
上記誘導加熱手段３７に、図２に示す上記励磁回路３４より高周波電流を流すことで生じる交番磁界により、上記加熱ローラ３１が誘導加熱される。上記したように、上記誘導加熱手段３７は、所定の曲率を有するので、誘導コイル３７ａも加熱ローラ３１の外周面に沿って所定の曲率を有するように導線が巻き回されてなる。したがって、誘導コイル３７ａに高周波電流を流すと、上記誘導コイル３７ａの中心側に磁束が集中し、渦電流の発生量が多くなる。その結果、上記加熱ローラの表面温度をすばやく立ち上げることができる。なお、誘導加熱手段３７は、上記ニップ部を通過する記録用紙Ｐのサイズに応じて、加熱ローラの回転軸方向に複数個配置してもよい。
【００５８】
また、上記加圧ローラ３２は、図２に示すように、上記加熱ローラ３１に圧接し、該加圧ローラ３２と加熱ローラ３１との間にて、未定着トナー像Ｔを担持する記録用紙Ｐを挟持して搬送し、記録用紙Ｐ上にトナー像を固着させる。上記加圧ローラ３２は、図示しない加圧バネ等の付勢手段によって、所定の押圧力（当接圧）で加熱ローラ３１に圧接している。加圧ローラ３２は、加熱ローラ３１の回転に伴って、図２中、矢印Ｒ２方向に従動回転する。
【００５９】
上記加圧ローラ３２は、加圧ローラ側芯金３２ｂと、加圧ローラ側離型層３２ａと、加熱手段３３とを備え、加圧ローラ側芯金３２ｂ上に加圧ローラ側離型層３２ａが形成されている。上記加圧ローラ側芯金３２ｂは、鉄・ステンレスもしくはアルミニウムで、中空状に形成されてなる。上記加圧ローラ側離型層３２ａは、トナーや紙粉の付着を防ぐために形成されている。上記加圧ローラ側離型層３２ａの材料としては、例えばＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂材料、あるいは、シリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコンゴム等のゴム材料を用いることが好ましい。
【００６０】
上記加熱手段３３は、上記加圧ローラ３２を加熱するために、該加圧ローラ３２の中空状の芯金３２ｂの内部に配設されている。上記加熱手段３３としては、例えば、ハロゲンランプやセラミックヒータ等のランプヒータを用いればよい。上記加熱手段３３から発せられる赤外線により、上記加圧ローラ３２全体が均一に加熱される。
【００６１】
上記加熱ローラ用サーミスタ３５は、加熱ローラ３１の表面温度を検出するために設けられている。上記加熱ローラ用サーミスタ３５は、ニップ部の記録用紙Ｐの搬送方向の下流側の近傍にて、加熱ローラ３１表面に対向するように設けられている。
【００６２】
上記加圧ローラ用サーミスタ３８は、加圧ローラ３２の表面温度を検出するために設けられている。上記加圧ローラ用サーミスタ３８は、ニップ部の記録用紙Ｐの搬送方向の下流側の近傍にて、加圧ローラ３２表面に対向するように設けられている。
【００６３】
上記励磁回路３４は、誘導コイル３７ａに接続され、該誘導コイル３７ａに高周波電流を供給する。
【００６４】
上記制御手段３６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、加熱装置１２全体の動作を制御する。すなわち、制御手段３６がモータおよびモータドライバを有する駆動手段４３を制御して加熱ローラ３１を回転駆動する。また、上記加熱ローラ用サーミスタ３５および加圧ローラ用サーミスタ３８の検知信号に基づいて、ドライバー回路４２と励磁回路３４とを制御して、それぞれ加熱ローラ及び加圧ローラの温度を制御する。
【００６５】
上記の各構成を備えた図２に示す加熱装置は、図示しない加圧バネ等の付勢手段によって所定の圧力で、加圧ローラ３２が加熱ローラ３１に対して圧接して配置される。これにより、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２との接触部分であるニップ部が形成される。上記したように、加圧ローラ３２は、内部に加熱手段３３を備えているので、加圧ローラ３２全体が加熱される。そのため、上記ニップ部にて、加熱ローラ３１は、加圧ローラ３２によって加熱されることになる。
【００６６】
また、加熱ローラ３１の外表面のうち、上記ニップ部の形成位置以外の領域に対向するように、誘導加熱手段３７が設けられている。誘導加熱手段３７の誘導コイル３７ａは、上記したように、加熱ローラ３１の回転軸に平行な方向に延び、加熱ローラ３１の回転軸方向の両端部にて折返されるとともに、加熱ローラ３１の外周面に沿って所定の曲率で、導線が巻き回されてなる。
【００６７】
図２および図３に示すように、上記誘導コイル３７ａのうち、加熱ローラ３１の回転軸に平行に延びた部分（加熱源、以下、平行部分と記載する）３７ｃは、上記両端部での折返しの前後にて、巻き回し方向が異なる。上記誘導コイル３７ａには、後述するように、励磁回路３４から電流が供給されるため、上記平行部分３７ｃでの巻き回し方向、すなわち電流の流れる方向が異なると、誘導コイル３７ａに発生する交番磁界の方向が異なることになる。そのため、上記誘導コイル３７ａは、図３に示すように、上記平行部分３７ｃが互いに接触することがないように、加熱ローラ３１の回転方向に距離Ｌを隔てて平行部分３７ｃを形成してなっている。したがって、誘導コイル３７ａの平行部分３７ｃは、図２に示すように、加熱ローラ３１の回転方向に距離Ｌを隔てて、加熱ローラ３１表面に対向するように配置される。
【００６８】
上記構成の加熱装置１２では、記録用紙Ｐ上への未定着トナー像Ｔの定着処理を行う場合、以下の動作が行われる。すなわち、図示しない電源から、上記加熱装置１２への通電が開始されると、制御手段３６の制御によって、駆動手段４３が加熱ローラ３１を回転駆動させる。これによって加圧ローラ３２が従動回転し、加熱装置１２を定着可能な状態、すなわち加熱ローラ３１および加圧ローラ３２を、所定の制御温度まで上昇させるウォームアップが開始される。
【００６９】
上記ウォームアップ時には、制御手段３６の制御によって、誘導コイル３７ａに接続された励磁回路３４がオンになり、誘導コイル３７ａに高周波電流が供給される。これにより、誘導コイル３７ａが励磁されて、該誘導コイル３７ａに交番磁界が発生する。この交番磁界が、加熱ローラ３１の発熱層３１ｂに作用することにより、該発熱層３１ｂに渦電流が誘起され、ジュール熱が発生する。その結果、加熱ローラ３１が発熱する。同時に、制御手段３６がドライバー回路４２を制御して、加熱手段３３に電力を供給する。これにより、加熱手段３３から放出される赤外線によって、加圧ローラ３２全体が均一に加熱され、ニップ部にて加熱ローラ３１が加熱される。このとき、制御手段３６は、加熱ローラ用サーミスタ３５および加圧ローラ用サーミスタ３８からの検出信号によって、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の表面温度をそれぞれ検出する。
【００７０】
加熱ローラ３１および加圧ローラ３２が所定の制御温度まで上昇すると、ウォームアップを完了し、定着処理が要求されている場合には、定着処理を実行する動作モード（動作状態）に移行する。該動作モードでは、上記励磁回路３４およびドライバー回路４２を介して、誘導コイル３７ａおよび加熱手段３３のそれぞれに供給される電力量の総量が、ウォームアップ時における該電力量の総量よりも小さくなるように設定する。具体的には、例えば、誘導コイル３７ａに供給される電力量を切換えて、ウォームアップ時に供給される電力量よりも小さくする。
【００７１】
この理由は、上記加熱装置１２が画像形成装置に備えられている場合、画像形成装置への電源投入後に行われるウォームアップ時には、加熱装置１２のみが動作し、動作モード時には、画像形成装置全体が動作することにある。つまり、ウォームアップ時には、画像形成装置に備えられている加熱装置１２以外の各部は動作しない。したがって、ウォームアップ時には、加熱装置１２にのみ電力を投入すればよい。これに対し、定着処理を含む画像処理が行われる動作モード時には、加熱装置１２以外の各部も動作を開始するため、加熱装置１２に投入可能な電力量が制限されることになる。それゆえ、ウォームアップ時から動作モードに移行する際に、誘導コイル３７ａに供給される電力量を切換えている。
【００７２】
そして、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２を制御温度に保った状態で、図２に示すように、未定着トナー像Ｔが保持されている記録用紙Ｐをニップ部に搬送する。ニップ部にて、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２とによって挟持されて上記記録用紙Ｐが搬送されると、記録用紙Ｐ上のトナーが溶融して圧着される。これにより、定着処理動作が完了する。
【００７３】
上記のようにして定着処理が終了した場合、あるいは、上記ウォームアップ後に定着処理が要求されていない場合には、加熱装置１２は、次の定着処理要求に備えて予熱を行う待機モード（待機状態）に移行する。該待機モードでは、制御手段３６の制御によって、駆動手段４３が加熱ローラ３１の回転を停止させる。これによって加圧ローラ３２の回転も停止する。同時に、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２のウォームアップ時または動作モード時における制御温度を、待機モードにおける制御温度に切換える。
【００７４】
上記待機モードでは、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の回転は停止しているので、加熱ローラ３１表面は、局所的に加熱されることになる。すなわち、上記誘導加熱手段３７から供給される交番磁界によって発熱する加熱ローラ３１表面は、誘導コイル３７ａと対向する領域に存在する。そのため、加熱ローラ３１表面のうち、誘導コイル３７ａの上記平行部分３７ｃによって加熱される加熱領域は、加熱ローラ３１の回転軸方向に平行に、かつ、加熱ローラ３１の回転軸方向の一方の端部から他方の端部の間（以下、両端部間）一帯に形成されることになる。
【００７５】
上記誘導コイル３７ａを用い、加熱ローラ３１の停止状態で加熱ローラ３１表面を加熱すると、図４に示すように、加熱ローラ３１表面の温度分布を表す、発熱分布特性データが得られる。ここで、図４中、横軸は、加熱ローラ３１の誘導加熱手段３７と対向する領域のうち、加熱ローラ３１の回転方向に対して中央の位置、すなわち図１に示す距離Ｌの中点を０°とし、加熱ローラ３１の回転方向を正とし、該回転方向と逆方向を負として、±１８０°までの角度θで、加熱ローラ３１表面の位置を表している。また、縦軸は、加熱ローラ３１の各位置の温度を、加熱ローラ３１の発熱分布のうちの最高温度となる温度で除した百分率で示している。
【００７６】
図４に示す発熱分布特性データから、誘導コイル３７ａに対向する領域の加熱ローラ３１表面が発熱する傾向にあることがわかる。つまり、誘導コイル３７ａによる加熱ローラ３１の加熱によって、加熱ローラ３１の回転軸方向の両端部間にわたる全域に、該回転軸方向に平行に、加熱領域が２つ形成される。
【００７７】
また、上記したように、加圧ローラ３２が発熱しているので、加熱ローラ３１は、上記ニップ部においても、加熱ローラ３１の回転軸方向の両端部間にわたる加熱領域が形成される。したがって、誘導加熱手段３７および加熱手段３３を内蔵した加圧ローラ３１を備えることによって、上記加熱ローラ３１の回転停止時には、該加熱ローラ３１に、３つの加熱領域が形成されることになる。
【００７８】
このように、上記加熱装置１２を用いれば、加熱ローラ３１の回転が停止している場合にも、局所的に存在する３つの加熱領域で加熱ローラ３１が加熱された状態となる。それゆえ、加熱ローラが回転していない待機モードにおいても、加熱ローラ３１表面の温度のばらつきを低減して、加熱ローラ３１の予熱を行うことができる。これにより、後述する復帰モードにて、再度、加熱ローラ３１の加熱を行う場合にも、加熱ローラ３１表面の温度むらを短時間で解消することができる。
【００７９】
特に、上記加熱ローラ３１の周面にて、該加熱ローラ３１の周方向に均等に、３つの加熱領域を配置すると、加熱ローラ３１の回転が停止した状態で加熱を行った場合の、加熱ローラ３１表面の温度むらをより一層低減することができる。つまり、誘導コイル３７ａおよび加圧ローラ３２によって加熱される加熱領域（図２中、Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３）と、誘導コイル３７ａや加圧ローラ３２によって加熱されない非加熱領域（図２中、Ｐ４・Ｐ５・Ｐ６）とを交互に配置し、かつ、加熱領域間の距離である加熱ローラ３１表面の非加熱領域の周方向の長さを、実質的に一定とする。これにより、加熱領域の間に非加熱領域が配置されるので、加熱領域の熱が非加熱領域に伝熱しやすくなって、加熱ローラ３１表面の温度むらが低減される。また、加熱領域間の距離を一定にすれば、各非加熱領域における温度分布がほぼ同じ傾向を示す。そのため、加熱ローラ３１表面の温度は、所定の範囲内でばらつくことになり、加熱ローラ３１表面の全体としての温度むらが抑制される。
【００８０】
上記のように、加熱ローラ３１表面に加熱領域を均等に配置するためには、上記ニップ部の中心位置Ｐ３、および、誘導コイル３７ａによって最も発熱する加熱ローラ３１表面の発熱ピーク位置Ｐ１・Ｐ２が、それぞれ互いに、加熱ローラ３１の回転軸を中心として約１２０°をなすように、誘導加熱手段３７および加圧ローラ３２の配置位置を設定すればよい。すなわち、誘導コイル３７ａによる加熱ローラ３１の加熱によって、上記発熱ピーク位置Ｐ１・Ｐ２は、図４に示すように、誘導コイル３７ａの平行部分３７ｃに対向する加熱ローラ３１表面のうち、加熱ローラ３１の回転方向における中央部付近に見られる。そのため、上記発熱ピーク位置Ｐ１とＰ２とが、加熱ローラ３１の周面にて、互いに１２０°の角度をなすように、誘導コイル３７ａを形成する。言い換えれば、加熱ローラ３１表面にて、発熱ピーク位置Ｐ１とＰ２とが互いに１２０°となるように、上記平行部分３７ｃ間の距離Ｌを設定して、誘導コイル３７ａを形成する。
【００８１】
また、上記発熱ピーク位置Ｐ１・Ｐ２と、上記ニップ部の中心位置Ｐ３とが、それぞれ、加熱ローラ３１の回転軸を中心として約１２０°をなすように、加熱ローラ３１の周面に、誘導加熱手段３７を配置する。これにより、発熱ピーク位置Ｐ１・Ｐ２および上記ニップ部の中心位置Ｐ３が、それぞれ互いに、等間隔を隔てて配置される。その結果、加熱ローラ３１表面の周方向における加熱領域間の距離をほぼ一定にした状態で、３つの加熱領域を形成することができる。
【００８２】
上記待機モードにて、定着処理の要求がなされると、復帰モード（復帰状態）に移行する。復帰モードでは、制御手段３６の制御によって、駆動手段４３が加熱ローラ３１を回転駆動させる。これによって加圧ローラ３２が従動回転し、加熱装置１２を定着可能な状態、すなわち加熱ローラ３１および加圧ローラ３２を所定の制御温度まで上昇させる復帰動作を開始する。このとき、誘導コイル３７ａおよび加熱手段３３のそれぞれに供給される電力量の総量は、待機モード時における該電力量の総量よりも大きくする。具体的には、例えば、誘導コイル３７ａに供給される電力量を切換えて、待機モード時に供給される電力量よりも大きくする。
【００８３】
上記したように、待機モードでは、３つの加熱領域で加熱ローラ３１が加熱されているので、復帰モードでは、待機モードで発生した加熱ローラ３１表面の温度むらを速やかに解消することができる。それゆえ、定着処理時の加熱ローラ３１表面の温度のばらつきを低減して、光沢むら等の画質劣化を引き起こすことなく、記録用紙Ｐ上に良好にトナー像を定着させて、高画質の印刷物を得ることができる。
【００８４】
ここで、上記加熱ローラ３１の外径と加圧ローラ３２の外径とは、異なっていることが好ましい。特に、加熱ローラ３１の外径および加圧ローラ３２の外径のうち、外径が大きい方のローラ（加熱ローラ３１または加圧ローラ３２）の外径が、外径の小さい方のローラ（加熱ローラ３１または加圧ローラ３２）の外径の整数倍となっていないことが好ましい。
【００８５】
このように、外径比が整数倍とならないように、加熱ローラ３１の外径および加圧ローラ３２の外径を設定することにより、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２のうち外径が大きい方のローラが１回転する毎に、ニップ部にて接触する、加熱ローラ３１表面と加圧ローラ表面３２とを異ならせることができる。つまり、上記加熱装置１２では、加熱ローラ３１の外径が加圧ローラ３２の外径よりも大きいので、加熱ローラ３１表面に接触する加圧ローラ３２表面が、加熱ローラ３１が１回転する毎に異なる。これにより、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の回転時における加熱ローラ３１表面の温度むらを低減することができる。
【００８６】
なお、上記待機モードから復帰モードに移行する際には、加熱手段３３への電力供給を停止して、誘導コイル３７ａにより多くの電力を供給するようにしてもよい。すなわち、加圧ローラ３２の内部に加熱手段３３を備えている場合、待機モードにて、加圧ローラ３２全体が加熱されている。そのため、復帰モードにて、加圧ローラ３２が回転した場合にも、加熱ローラ３１に圧接するニップ部にて、加熱ローラ３１を加熱することができる。つまり、加圧ローラ３２は、加熱ローラ３１を加熱する加熱源となり得る。また、復帰モードにて、迅速に加熱ローラ３１を加熱するためには、より加熱効率に優れた誘導加熱手段３７に、多くの電力を供給することが好ましい。
【００８７】
したがって、加熱手段３３への電力供給を停止しても、加圧ローラ３２の大幅な温度低下を引き起こすことなく、誘導コイル３７ａに供給された電流によって、復帰モードにおける加熱ローラ３１表面の温度むらを速やかに解消することができる。また、加熱ローラ３１を効率よく加熱することができるので、加熱ローラ３１が定着処理の可能な温度にまで上昇する復帰時間を短縮することができる。
【００８８】
また、上記待機モードにおける加圧ローラ３２の制御温度を、動作モードや復帰モードにおける加圧ローラ３２の制御温度よりも高くしてもよい。これにより、待機モードにて加圧ローラ３２が十分な熱量を保持することができるので、待機モードから復帰モードに移行する際に、加熱手段３３への電力供給を停止して加圧ローラ３２の加熱を停止しても、上記加圧ローラ３２は、ニップ部にて、加熱ローラ３１を加熱することができる。
【００８９】
さらに、上記加熱装置１２のように、加熱ローラ３２が異なる加熱源によって形成された加熱領域を有している場合には、各加熱領域の設定温度を異ならせることができる。すなわち、少なくとも２つの加熱領域の、加熱ローラ３２の周方向の長さを異ならせるとともに、該周方向の長さが相対的に短い加熱領域の設定温度を相対的に高くし、周方向の長さが相対的に長い加熱領域の設定温度を相対的に低くする。具体的には、上記加熱装置１２では、通常、加熱領域の周方向の長さは、誘導コイル３７ａによる加熱によって形成される加熱領域（以下、コイル側加熱領域）よりも、ニップ部に形成される加熱領域（ニップ部側加熱領域）の方が短くなる。そこで、ニップ部側加熱領域の設定温度が、コイル側加熱領域の設定温度よりも高くなるように、誘導加熱手段３７および加圧ローラ３２による加熱ローラ３１の表面温度を制御する。
【００９０】
上記のように、ニップ部側加熱領域の設定温度を相対的に高くしても、該ニップ部側加熱領域の周方向の長さは、上記コイル側加熱領域に比べて短いため、コイル側加熱領域の設定温度を相対的に高くする場合よりも、待機モード時における加熱ローラ３１の温度むらに与える影響は小さい。したがって、上記したように、待機モードにおける加圧ローラ３２の制御温度を、動作モードや復帰モードにおける加圧ローラ３２の制御温度よりも高くすることによって、待機モードにて、ニップ側加熱領域の温度が、コイル側加熱領域の温度より高くなっても、加熱ローラ３１の温度むらを増大させることはない。
【００９１】
なお、上記では、復帰モードにて加熱ローラ３１を常に回転させる場合を例に挙げて説明したが、加熱ローラ３１を間欠的に回転させるようにしてもよい。すなわち、待機モードでは、加熱ローラ３１の回転が停止しているので、加熱領域と非加熱領域とが存在することになる。そのため、加熱領域と非加熱領域との間に生じる温度差によって、加熱ローラ３１表面に温度むらが発生する。
【００９２】
そこで、復帰モードにて、回転と停止とを繰り返して、加熱ローラ３１を間欠的に回転させることにより、待機モードにおける非加熱領域を集中的に加熱するようにする。つまり、待機モードにおける非加熱領域が、誘導コイル３７ａおよびニップ部といった加熱位置に位置するように、加熱ローラ３１を回転させた後、該回転を停止する。これにより、待機モードにおける非加熱領域が十分に加熱されるので、加熱ローラ３１の温度むらを効率よく低減することができる。なお、上記加熱ローラ３１の間欠的な回転は、復帰モード移行後直後に行い、間欠回転によって加熱ローラ３１の温度むらが低減された後は、加熱ローラ３１を所定速度で回転させればよい。
【００９３】
上記加熱装置１２のように、待機モードにて、加熱ローラ３１表面に３つの加熱領域と３つの非加熱領域を有している場合には、３つの加熱位置が存在することになる。そのため、上記３つの非加熱領域が、順次、３つの加熱位置に配置されるように、加熱ローラ３１の回転と該回転の停止とを繰り返すことが好ましい。これにより、各加熱位置に、加熱性能の違いがある場合にも、該加熱性能のばらつきを排除して、加熱ローラ３１表面を均一に加熱することができる。
【００９４】
あるいは、待機モードから復帰モードに移行する際に、加熱ローラ３１表面の周方向における温度分布を検出し、検出された温度分布に基づいて、加熱ローラ３１の回転角度を決定してもよい。すなわち、加熱ローラ３１表面の温度分布を実際に検出し、加熱ローラ３１表面の温度むらを最も低減し得る位置で加熱を行うことができるように、加熱ローラ３１の回転角度を設定するようにしてもよい。
【００９５】
具体的には、あらかじめ、制御手段３６に、誘導加熱手段３７による加熱および加圧ローラ３２によるニップ部での加熱を行った場合の、加熱ローラ３１の周面の各位置における発熱分布（以下、発熱分布特性データ）を格納しておく。そして、復帰モードに移行後、まず、加熱ローラ３１を１回転（３６０°回転）させ、サーミスタ３５によって検知された加熱ローラ３１の周面の各位置における温度分布（以下、検出温度データ）を検出し、該検出温度データを制御手段３６に記憶させる。
【００９６】
制御手段３６は、上記検出温度データと、あらかじめ格納されていた発熱分布特性データとを比較して、加熱ローラ３１の最適な回転角度を決定する。すなわち、上記検出温度データと発熱分布特性データとを用いて、加熱ローラ３１を任意の回転角度で回転させて各加熱位置での加熱を行った場合の加熱ローラ３１表面の温度むらを評価する。この評価結果に基づいて、加熱ローラ３１の最適な回転角度を決定すればよい。上記加熱ローラ３１表面の温度むらの評価は、加熱ローラ３１を任意の回転角度で回転させたときに、加熱ローラ３１表面が、上記発熱分布特性データの発熱分布にて加熱されると仮定する。そして、この仮定された加熱ローラ３１表面の温度分布を、該加熱ローラ３１の各位置の、温度分布データの温度分布と発熱分布特性データの発熱分布との和で表す。その後、加熱ローラ３１の各位置における該和のばらつきである標準偏差を求める。
【００９７】
上記の操作を、加熱ローラ３１の回転角度を順次変えて行って、各回転角度における標準偏差を比較する。この比較により、最も小さい標準偏差が得られた回転角度を、加熱ローラ３１の加熱に最適な回転角度として決定すればよい。これにより、復帰モードにて、加熱ローラ３１表面の温度の低い領域を検出して、検出された温度の低い領域を集中的に加熱することができる。
【００９８】
なお、本実施の形態では、加熱ローラの外部に誘導コイルを配置した加熱装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、誘導コイルを加熱ローラの内部に配置する構成であってもよい。あるいは、加熱ローラに代えて、ベルト状の加熱部材を用いてもよく、また、誘導コイルに代えて、ハロゲンヒータからの赤外線を反射板によって加熱ローラ側に反射させて、加熱ローラ表面を局所的に加熱するようにしたものであってもよい。つまり、本発明は、加熱部材を局所的に加熱するような構成の加熱装置に対して適用することができる。さらに、加熱ローラに設けられる加熱領域は、３つに限定されず、４つ以上であってもよい。
【００９９】
次に、上述した加熱装置を備えた画像形成装置について図１に基づいて説明する。図１は、本発明の加熱装置が適用される電子写真プロセスを用いた画像形成装置１００のシステム例を示す断面構成図である。
【０１００】
上記画像形成装置１００は、例えば図示しないネットワーク上の各端末装置から送信される画像データ等に基づいて、所定の記録用紙に対して多色および単色のトナーによる画像形成が可能なプリンタである。上記画像形成装置１００は、図１に示すように、既に説明した加熱装置１２とともに、画像形成ステーションＷ（Ｗａ・Ｗｂ・Ｗｃ・Ｗｄ）、転写搬送ベルトユニット８、用紙搬送路Ｓ・Ｓ’（図中、一点鎖線）、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５・８１を備えている。
【０１０１】
上記画像形成装置１００は、フルカラー印刷及びモノクロ印刷に対応可能であるため、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色に対応して、４つの画像ステーションＷａ・Ｗｂ・Ｗｃ・Ｗｄが並設されている。つまり、画像形成ステーションＷａは、ブラック（Ｋ）のトナーを用いて画像形成を行い、画像形成ステーションＷｂは、シアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、画像形成ステーションＷｃは、マゼンタ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、画像形成ステーションＷｄは、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行う。
【０１０２】
上記画像形成ステーションＷ（Ｗａ〜Ｗｄ）は、実質的に同一の構成を有し、それぞれに露光ユニット１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）、現像器２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、帯電器５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）が設けられている。なお、上記及び以下にて、各部材番号に付与したａ〜ｄは、各画像形成ステーションＷに対して付与したａ〜ｄに対応する。
【０１０３】
上記露光ユニット１（１ａ〜１ｄ）には、例えば、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書込みヘッドやＬＥＤ書込みヘッド、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）等を用いる。露光ユニット１（１ａ〜１ｄ）は、入力される画像データに応じて、帯電された上記感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）を露光することにより、該感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する。
【０１０４】
上記現像器２（２ａ〜２ｄ）は、それぞれの感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）の表面に形成された静電潜像を各色（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）のトナーを用いて顕像化するものである。
【０１０５】
上記感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）は、該感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）の表面に入力された画像データに応じた静電潜像やトナー像を形成する像担持体であり、画像形成装置１００のほぼ中心部に装着されている。
【０１０６】
上記帯電器５（５ａ〜５ｄ）は、上記感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）表面を所定の電位に均一に帯電させる。上記帯電器５（５ａ〜５ｄ）は、例えば、接触型のローラ型帯電器やブラシ型帯電器であり、あるいは、非接触型のチャージャー型帯電器であってもよい。
【０１０７】
上記クリーナユニット４（４ａ〜４ｄ）は、現像器２（２ａ〜２ｄ）での現像処理、および、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）に形成されたトナー像を後述する転写ベルト７に転写した後に、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）表面に残留したトナーを除去・回収する。
【０１０８】
上記転写搬送ベルトユニット８は、感光体ドラム３の下方に配置されており、転写ベルト７、転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルトテンションローラ７２、転写ベルト従動ローラ７３、転写ベルト支持ローラ７４、転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、および転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。上記転写ベルト駆動ローラ７１、上記転写ベルトテンションローラ７２、上記転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）、上記転写ベルト従動ローラ７３、上記転写ベルト支持ローラ７４は、転写ベルト７を張架し、転写ベルト７を矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
【０１０９】
上記転写ローラ６は、転写ベルトユニットの内側の図示しないフレームに回転可能に支持されており、感光体ドラム３の上に形成されたトナー像を、転写ベルト７上に吸着されて搬送される記録用紙に転写するものである。上記転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）には、トナー像を転写するために高電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。上記転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）は、直径８〜１０ｍｍのステンレス等の金属軸をベースとし、その表面は、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−メチレン共重合体）、発泡ウレタン等の導電性の弾性材によって覆われてなる。この導電性の弾性材を設けることにより、記録用紙に対して均一に高電圧を印加することができる。上記画像形成装置１００では、転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）として転写電極を使用しているが、ブラシ状の転写電極などを用いることもできる。
【０１１０】
上記転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている。上記転写ベルト７は、厚さ１００μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。また転写ベルトクリーニングユニット９は、感光体ドラム３との接触により転写ベルト７に付着して、記録用紙の裏面を汚す原因となるトナーを、除去・回収されるように設定されている。上記転写ベルトクリーニングユニット９には、転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する転写ベルト７は、裏側から転写ベルト支持ローラ７４で支持されている。
【０１１１】
上記給紙トレイ１０は、画像形成に使用する記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の画像形成ステーションＷ（Ｗａ〜Ｗｄ）の下側に設けられている。また、本画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのトレイである。画像形成装置１００の側部に設けられている排紙トレイ８１は、画像形成済みのシートをフェイスアップで載置するためのトレイである。
【０１１２】
また、本画像形成装置１００には、給紙トレイ１０の記録用紙を転写搬送ユニット８や加熱装置１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、Ｓの字形状の上記用紙搬送路Ｓ・Ｓ’が設けられている。さらに、給紙トレイ１０から、排紙トレイ１５および排紙トレイ８１までの用紙搬送路Ｓ・Ｓ’に沿って、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、加熱装置１２、搬送方向切換えゲート４４、記録用紙を搬送する搬送ローラ２５等が配されている。
【０１１３】
上記搬送ローラ２５は、記録用紙の搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、記録用紙を１枚ずつ分離して用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。上記搬送方向切換えゲート４４は、側面カバー４５に回転可能に設けられている。搬送方向切換えゲート４４は、実線で示す状態から破線で示す状態に回転することにより、用紙搬送路Ｓを切換えて、排紙トレイ８１に記録用紙を排出させる。上記搬送方向切換えゲート４４が、実線で示す状態の場合には、記録用紙は、加熱装置１２、側面カバー４５、搬送方向切換えガイド４４の間に形成される用紙搬送路Ｓ’を通って、排紙トレイ１５に排出される。
【０１１４】
また、上記レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓを搬送されている記録用紙を一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像を記録用紙に良好に転写できるように、感光体ドラム３の回転にあわせて、記録用紙を所定のタイミングで搬送する。すなわち、上記レジストローラ１４は、図示しないレジスト前検知スイッチの出力した検知信号に基づいて、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のトナー像の先端を、記録用紙における画像形成範囲の先端に合わせるように、記録用紙を搬送するように設定されている。
【０１１５】
上記構成の画像形成装置１００にて、印刷処理の動作は、以下のようにして行われる。すなわち、画像形成装置１００に外部から画像データが入力されると、給紙トレイ１０の端部に備えられたピックアップローラ１６によって、給紙トレイ１０に収容されている記録用紙を１枚ずつ分離して、用紙搬送路Ｓに送り出す。その後、レジストローラ１４まで記録用紙を搬送し、記録用紙の先端がレジストローラ１４に到達した状態で、記録用紙の搬送を一旦停止する。
【０１１６】
上記給紙トレイ１０からの記録用紙の給紙と並行して、上記画像形成ステーションＷａ〜Ｗｄでは、入力された画像データに基づいて、トナー像の形成を開始する。すなわち、画像形成装置１００に画像データが入力されると、上記帯電器５（５ａ〜５ｄ）によって、上記感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）表面が帯電される。その後、入力された画像データに応じて、上記露光ユニット１（１ａ〜１ｄ）により、上記感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）表面に静電潜像が形成される。該静電潜像を現像するために、現像器２（２ａ〜２ｄ）からトナーを供給して、トナー像を形成する。
【０１１７】
このようにして、上記転写ベルト７上にトナー像が形成されると、トナー像の先端と記録用紙Ｐの画像形成範囲の先端とが整合するタイミングで、上記レジストローラ１４から記録用紙の搬送が開始される。該記録用紙が転写ローラ６と転写ベルト７との間を通過することにより、転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）によって、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）に形成されたトナー像を記録用紙上に順次転写する。各色のトナー像を順次重ねることによって、記録用紙上には、多色トナー像が形成される。その後、加熱装置１２にて、記録用紙上のトナー像が溶融・固着されて印刷された後、搬送ローラ２５によって用紙搬送路ＳまたはＳ’を通り、排紙トレイ１５あるいは排紙トレイ８１上に排出される。
【０１１８】
なお、上記では複数の画像形成ステーションを備えた画像形成装置について説明したが、単一の画像形成ステーションを備える画像形成装置に対しても、上記加熱装置１２を用いることができる。また、本実施の形態では、上記画像形成装置１００をプリンタとして説明したが、これに限定されるものではなく、複写機、ファックス、あるいは、プリンタ機能やコピー機能、ファックス機能等を備えたデジタル複合機等、電子写真方式で画像形成を行う各種画像形成装置に対して、上記加熱装置１２を適用することができる。
【０１１９】
〔実施の形態２〕
本発明にかかる他の実施の形態について、図１６に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同様の機能を有する部材には同一の番号を付し、その説明を省略する。
【０１２０】
図１６に、本発明の他の実施の形態の加熱装置の概略断面図を示す。図１６に示す加熱装置は、前記実施の形態１にて説明した加熱装置１２（図２）に備えられた加圧ローラ３２、加熱手段３３、ドライバー回路４２に代えて、それぞれ、加圧ローラ（加圧部材・加熱源）４０、加熱手段４１、加熱手段側励磁回路３４’を備えている。
【０１２１】
上記加圧ローラ４０は、加圧ローラ側芯金４０ｄと、加圧ローラ側弾性層４０ｃと、加圧ローラ側発熱層４０ｂと、加圧ローラ側離型層４０ａとを備え、上記加圧ローラ側芯金４０ｄ上に、加圧ローラ側弾性層４０ｃ、加圧ローラ側発熱層４０ｂ、加圧ローラ側離型層４０ａがこの順に形成されている。上記加圧ローラ側芯金４０ｄは、アルミニウム、鉄もしくはステンレス等の金属にて形成される。上記加圧ローラ側芯金４０ｄは、誘導加熱による発熱を防止するため、アルミニウムを用いることが好ましい。
【０１２２】
上記加圧ローラ側弾性層４０ｃは、薄肉化された加圧ローラ側発熱層４０ｂを固定支持するために、該加圧ローラ側発熱層４０ｂと上記加圧ローラ側芯金４０ｄとの間に設けられる。加圧ローラ側弾性層４０ｃを設けることにより、加圧ローラ側発熱層４０ｂの十分な機械的強度を確保することができる。また、加圧ローラ側弾性層４０ｃは、加圧ローラ側発熱層４０ｂで発生した熱が加圧ローラ側芯金４０ｄに逃げることを防止するために、断熱性を有している。さらに、加圧ローラ側弾性層４０ｃは、加圧ローラ側発熱層４０ｂの発熱によって劣化しにくい耐熱性を有している。したがって、加圧ローラ側弾性層４０ｃは、発泡シリコンゴムなどの断熱性および耐熱性に優れた材料にて形成されることが好ましい。
【０１２３】
上記加圧ローラ側発熱層４０ｂは、誘導加熱によって発熱する発熱体である。加圧ローラ４０の表面温度の立ち上がり時間を短縮するために、加圧ローラ側発熱層４０ｂの肉厚は、例えば４０μｍ程度に薄肉化されていることが好ましい。上記加圧ローラ側発熱層４０ｂの材質は、誘導加熱により加熱を行うため、鉄やＳＵＳ４３０ステンレス材等、磁性を有する導電性部材であればよい。特に比透磁率が高い材料が好ましく、珪素鋼板や電磁鋼板、ニッケル鋼等を用いることもできる。また、非磁性体であっても、抵抗値の高い材料であれば誘導加熱によって発熱するので、ＳＵＳ３０４ステンレス材などを使用してもよい。さらに、加圧ローラ側発熱層４０ｂとして、比透磁率の高い材料が導電性を有するように配置されていれば、セラミックなどの非磁性のベース部材でもよい。
【０１２４】
上記加圧ローラ側離型層４０ａは、上記加圧ローラ側発熱層４０ｂ表面（外周面）を被覆し、ニップ（圧接）部で加熱により粘度が低下したトナーが加熱ローラ表面に付着することを防止する。加圧ローラ側離型層４０ａは、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂や、シリコンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコンゴム等の弾性体、もしくは、これらが複数積層されてなる。
【０１２５】
上記加熱手段４１は、加圧ローラ４０の加圧ローラ側発熱層４０ｂに交番磁界を作用させて、加圧ローラ側発熱層４０ｂを発熱させる誘導加熱方式の加熱源である。上記加熱手段４１は、図１６に示すように、誘導加熱コイル（加熱源）４１ａと該誘導加熱コイル４１ａを保持するための樹脂製のホルダー４１ｂを有し、加圧ローラ４０の外周面に対向するように配置されている。より具体的には、上記加熱手段４１は、加圧ローラ４０の加圧ローラ側発熱層４０ｂの外周面に沿って所定の曲率で、該加圧ローラ４０の外周面を局所的に覆うように配置されている。
【０１２６】
上記誘導加熱コイル４１ａは、導線を空芯で複数回巻き回すことによって形成される。すなわち、加圧ローラ４０の回転方向に沿って、誘導加熱コイル４１ａの中央部に空隙ができるよう渦巻き状に巻かれてなっている。上記誘導加熱コイル４１ａを形成する上記導線には、例えば耐熱性を考慮して表面絶縁層として酸化膜を有するアルミニウム単線を使用すればよい。あるいは、銅線もしくは銅ベースの複合部材線やエナメル線等を撚り線にしてなるリッツ線を用いてもよい。何れの導線を使用した場合にも、誘導加熱コイル４１ａでのジュール損を抑制するためには、誘導加熱コイル４１ａの全抵抗値は、０．５Ω以下とすることが好ましく、０．１Ω以下とすることがより好ましい。
【０１２７】
上記加熱手段側励磁回路３４’は、誘導加熱コイル４１ａに接続され、該誘導加熱コイル４１ａに高周波電流を供給する。
【０１２８】
上記加熱手段４１に、図１６に示す加熱手段側励磁回路３４’から高周波電流を流すことによって生じる交番磁界により、上記加圧ローラ４０が誘導加熱される。このときの加圧ローラ４０の発熱分布は、前記実施の形態１にて、図４に基づいて説明したように、加熱ローラ３１の発熱分布と同様である。
【０１２９】
上記構成の加熱装置にて、記録用紙Ｐ上への未定着トナー像の定着処理を行う場合の動作は、以下の点が、前記実施の形態１とは異なっている。すなわち、前記実施の形態１では、図２に示すドライバー回路４２を制御して、加熱手段３３に電力を供給することによって、加圧ローラ３２全体を加熱している。これに対し、本実施の形態では、制御手段３６の制御によって、誘導加熱コイル４１ａに接続された加熱手段側励磁回路３４’がオンになり、誘導加熱コイル４１ａに高周波電流が供給される。これにより、誘導加熱コイル４１ａが励磁されて、該誘導加熱コイル４１ａに交番磁界が発生する。この交番磁界が、加圧ローラ４０の加圧ローラ側発熱層４０ｂに作用することにより、該加圧ローラ側発熱層４０ｂに渦電流が誘起され、ジュール熱が発生する。その結果、加圧ローラ４０が発熱し、ニップ部にて加熱ローラ３１が加熱される。
【０１３０】
上記の加熱装置のように、加圧ローラ４０も、加熱ローラ３１と同様、局所的に加熱される加熱領域を有していてもよい。
【０１３１】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１３２】
以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【０１３３】
図２に示す構成の加熱装置１２として、以下の構成の加熱ローラ３１、加圧ローラ３２、誘導加熱手段３７、加熱手段３３を用いた。すなわち、加熱ローラ３１として、直径２８ｍｍのアルミニウム製の芯金３１ｄの外表面に、厚さ６ｍｍの発泡シリコンスポンジにて形成された弾性層３１ｃ、電鋳法によって作製された厚さ４０μｍのニッケルからなる発熱層３１ｂ、厚さ１５０μｍのシリコンゴム（ＬＴＶ）層の上に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ層を設けた離型層３１ａを、この順に形成してなるものを用いた。
【０１３４】
上記加圧ローラ３２として、直径３０ｍｍのアルミニウム製の中空状の加圧ローラ側芯金３２ａに、厚さ３０μｍのＰＴＦＥをコーティングしてなる加圧ローラ側離型層３２ａを有するものを用いた。なお、上記加圧ローラ３２は、図示しない弾性部材によって、上記加熱ローラ３１に対して、２８０Ｎで圧接するように設定し、この圧接によって形成されるニップ部の幅は、約６ｍｍであった。また、上記加熱手段３３として、ハロゲンランプを用いた。
【０１３５】
上記誘導加熱手段３７の誘導コイル３７ａを形成するために、表面が酸化膜にて覆われたアルミニウム単線を用いた。該アルミニウム単線を、図２に示すように、加熱ローラ３１表面の発熱ピーク位置Ｐ１とＰ２とが、加熱コイル３１の回転軸における角度で１２０°をなすように、加熱ローラ３１の外周面に沿って巻き回して、誘導コイル３７ａとした。また、上記発熱ピーク位置Ｐ１およびＰ２は、それぞれ、上記加熱ローラ３１と加圧ローラ３２とのニップ部の中心Ｐ３から、加熱コイル３１の回転軸における角度で約１２０°となるように設定した。これにより、誘導コイル３７ａの加熱によって形成される加熱ローラ３１表面の２つ加熱領域は、それぞれ、上記回転軸を中心として約１３０°であり、加熱ローラ３１の周方向で約４５ｍｍであった。さらに、樹脂ホルダー３７ｂとして、Ｇ−ＰＥＴ（ガラス強化繊維入りポリエチレンテレフタレート）製のホルダーを用い、該樹脂ホルダー３７ｂで誘導コイル３７ａを保持した。
【０１３６】
上記加熱装置１２を用いて、表１に示す温度制御シーケンスで動作制御を行った。表１中、ウォーアップは、加熱装置１２への電源投入後、動作モードに移行するまでの期間であり、動作モードは、記録用紙Ｐへの未定着トナー像Ｔの定着処理を行う期間であり、待機モードは、動作モード終了後、次の定着処理が行われるまでの期間であり、復帰モードは、待機モードから動作モードに移行するまでの期間をいうものとする。なお、上記説明は、以下に示す表に対しても同様に当てはまる。
【０１３７】
加熱装置１２への電源投入後、制御手段３６の制御下にて、励磁回路３４およびドライバー回路４２から、表１中、ウォームアップの欄に示す大きさの電力を、誘導加熱手段３７および加熱手段３３に供給した。このときのトータルの電力量は１２００Ｗである。この電力の供給と同時に、制御手段３６の制御下にて、駆動手段４３によって加熱ローラ３１を回転させ、加圧ローラ３２を従動回転させた。その後、表１中、ウォームアップの欄に示す制御温度に達するまで、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２を加熱し、制御手段３６が、加熱ローラ側サーミスタ３５および加圧ローラ側サーミスタ３８の検知信号に基づいて、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２が制御温度にまで達したと判断すると、動作モードに移行した。
【０１３８】
動作モードに移行後、誘導加熱手段３７に供給される電力量を、表１中、動作モードの欄に示す大きさに切換えた。このときのトータルの電力量は９５０Ｗである。続いて、上記ニップ部に、未定着トナー像Ｔが形成された記録用紙Ｐを通紙し、記録用紙Ｐに未定着トナー像Ｔを定着させた。記録用紙Ｐの通紙が完了すると、待機モードに移行し、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の回転を停止した。その後、表１中、待機モードの欄に示す制御温度となるように、誘導加熱手段３７および加熱手段３３に供給する電力量を制御して、１５分間、待機モードとした。
【０１３９】
続いて、加熱装置に対して定着処理要求がなされると、復帰モードに移行し、表１中、復帰モードの欄に示す大きさの電力を、誘導加熱手段３７および加熱手段３３に供給した。このときのトータルの電力量は１２００Ｗである。この電力の供給と同時に、制御手段３６の制御下にて、駆動手段４３によって加熱ローラ３１を回転させ、表１中、復帰モードの欄に示す制御温度に達するまで、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２を加熱した。
【０１４０】
【表１】
2005142023.tif 000003
【０１４１】
上記復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラ３２の表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図５に示す。なお、図５中、横軸は、待機モードから復帰モードに切り替わった時点を０秒としたときの経過時間を示し、縦軸は、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の表面温度（図中、ローラ温度）、および、誘導加熱手段３７に供給される誘導加熱電力量を示している。
【実施例２】
【０１４２】
実施例１で説明した構成の加熱装置１２を用い、表２に示す温度制御シーケンスで、動作制御を行った。実施例１の温度制御シーケンスと本実施例の温度シーケンスとは、待機モードにおける加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の制御温度が異なるとともに、復帰モードにおける誘導加熱手段３７および加熱手段３３に供給される電力量が異なっている以外は、実施例１と同様に行った。すなわち、本実施例では、復帰モードにて、加熱手段３３への電力供給を停止し、加熱手段３３に供給されていた電力を誘導加熱手段３７に供給するようにした。
【０１４３】
復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラ３２の表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図６に示す。図６中の横軸および縦軸は、図５と同様である。
【０１４４】
【表２】
2005142023.tif 000004
【０１４５】
図５および図６に示すように、実施例１（図５）・２（図６）では、復帰モードにて、速やかに加熱ローラ３１表面の温度むらを解消することができることがわかる。特に、実施例２では、図６に示すように、実施例１に比べて、復帰モードでの、加熱ローラ３１表面の温度むらがさらに小さくなっている。このことから、実施例２では、待機モードでの加熱ローラ３１の制御温度と加圧ローラ３２の制御温度との温度差が、実施例１よりも小さくすることにより、加熱ローラ３１表面の加熱領域と非加熱領域との温度差を小さくすることができることがわかる。
【０１４６】
また、誘導コイル３７ａによって加熱される加熱ローラ３１表面の周方向の長さが約４５ｍｍであるのに対し、ニップ部の幅が約６ｍｍであり、加熱領域の、加熱ローラ３１表面の周方向の長さが異なっている。そのため、待機モードにて、実施例２のように加熱ローラ３１の制御温度よりも加圧ローラ３２の制御温度が高くしても、ニップ部の幅が狭くなっているので、実施例１のように加圧ローラ３２の制御温度よりも加熱ローラ３１の制御温度が高い場合に比べて、加熱ローラ３１表面の温度むらを抑制することができる。したがって、実施例１に比べて、実施例２では、復帰モードにおける加熱ローラ３１表面の温度むらをさらに低減することができると考えられる。
【０１４７】
さらに、実施例２では、実施例１に比べて、加熱ローラ３１の表面温度が、復帰モードにて、定着処理が可能な制御温度に達するまでの復帰時間が短くなっている。このことから、復帰モードにて加熱手段３３への電力供給を停止して、誘導加熱手段３７への電力供給量を増やすことによって、復帰時間を短縮できることが示唆される。つまり、加圧ローラ３２は、待機モードにて、内部に配置された加熱手段３３によって、加圧ローラ３２全体が均一に加熱されている。それゆえ、復帰モードにて、加圧ローラ３２が回転した場合にも、ニップ部にて加熱ローラ３１を加熱することができるため、加熱ローラ３１の温度低下を引き起こすことはない。したがって、より加熱効率の高い誘導加熱手段３７への電力供給量を増大することによって、実施例１に比べて、上記復帰時間を短縮することができる。
【０１４８】
また、実施例２は、復帰モードにて、加圧ローラ３２を加熱していないにも関わらず、復帰モード移行直後の加圧ローラ３２の温度下降は、非常に小さくなっている。この理由は、加圧ローラ３２の熱容量が加熱ローラ３１よりも大きく、また、待機モードにて、加圧ローラ３２が十分な熱量を保持しているためと考えられる。
【０１４９】
〔比較例〕
実施例１で説明した構成の加熱装置１２に代えて、図１７に示す加熱装置を用いた。すなわち、実施例１で説明した加圧ローラ３２に代えて、図１７に示す加圧ローラ３９を用い、加熱手段３３、ドライバー回路４２を備えていない以外は、実施例１で説明した構成を備える加熱装置を用いた。なお、上記加圧ローラ３９として、直径２０ｍｍの鉄製の加圧ローラ側芯金３９ｃ上に、厚さ５ｍｍのシリコンゴム層３９ｂを設け、さらに、厚さ５０μｍのＰＦＡチューブからなる加圧ローラ側離型層３９ａを有するものを用いた。また、上記加圧ローラ３９は、図示しない弾性部材によって、上記加熱ローラ３１に対して、２８０Ｎで圧接するように設定し、この圧接によって形成されるニップ部の幅は、約７ｍｍであった。
【０１５０】
上記構成の加熱装置を用いて、表３に示す温度制御シーケンスで、動作制御を行った。本比較例では、加熱手段３３を備えていない加熱装置を用いているため、加熱手段３３に投入する電力する必要はなく、また、加圧ローラ３９の温度制御を行う必要がない。そのため、実施例１にて加熱ローラ３１および加圧ローラに供給されるトータルの電力量と同じ大きさの電力を、本比較例の加熱ローラに供給した。加熱ローラ３１の制御温度は、実施例１と同じである。
【０１５１】
【表３】
2005142023.tif 000005
【０１５２】
復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラ３９の表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図７に示す。図７中の横軸および縦軸は、図５と同様である。
【０１５３】
図５および図７に示すように、実施例１（図５）では、比較例（図７）に比べ、復帰時の加熱ローラ３１の温度むらが非常に小さくなっていることがわかる。このことから、待機モード時に、局所的に存在する３つの加熱領域で加熱ローラ３１の加熱を行うことにより、復帰モードにて、速やかに加熱ローラ３１表面の温度むらを解消することができることがわかる。
【０１５４】
すなわち、実施例１では、図２に示すように、誘導加熱手段３７および加圧ローラ３２によって加熱ローラ３１が加熱され、比較例１では、誘導加熱手段３７によって加熱ローラ３１が加熱されている。つまり、実施例１では、加熱ローラ３１は、３つの加熱領域で加熱されるのに対し、比較例１では、加熱ローラ３１は、２つの加熱領域で加熱されている。そのため、加熱ローラ３１表面に存在する加熱領域の数によって、待機モードにおける加熱ローラ３１表面に発生する温度むらの大きさが異なり、加熱領域が少ないほど、待機モードにおける加熱ローラ３１表面の温度むらが大きくなっていると考えられる。それゆえ、復帰モードでは、待機モードにて加熱ローラ３１の温度むらが小さい実施例１の方が、比較例１よりも、迅速に、加熱ローラ３１表面の温度むらを解消できる。特に、上記実施例１では、加熱領域間が等間隔となるように、３つの加熱領域を配置しているので、復帰モードにて、より一層速やかに、加熱ローラ３１表面の温度むらを低減することができると考えられる。
【０１５５】
また、図５および図７に示されるように、復帰モードにて、実施例１および比較例にて消費される誘導加熱による電力量は、ほぼ同じであった。したがって、実施例１では、復帰モードにて、比較例と同じ程度の消費電力で、効率よく加熱ローラ３１表面の温度むらの低減を実現することができる。
【実施例３】
【０１５６】
実施例１で説明した構成の加熱装置を用い、表４に示す温度制御シーケンスで、動作制御を行った。本実施例の温度制御シーケンスは、復帰モードにて、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の回転、回転動作の停止を行うこと以外は、実施例２と同じである。具体的には、本実施例では、復帰モードにて、加熱ローラ３１をまず１８０°回転させ、この状態で回転を停止して０．５秒保持した後、再び加熱ローラ３１を回転させて、表４中、復帰モードの欄に示す制御温度に達するまで、加熱を行った。上記加熱ローラ３１の回転により、加熱源が配置される加熱位置に、待機モードでの加熱ローラ３１の非加熱領域を移動させ、非加熱領域の加熱を集中的に行った。
【０１５７】
【表４】
2005142023.tif 000006
【０１５８】
復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラ３２の表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図８に示す。図８中の横軸および縦軸は、図５と同様である。
【０１５９】
図６および図８に示すように、実施例３（図８）では、実施例２（図６）に比べて、復帰モードでの加熱ローラの温度むらがより一層低減されることがわかる。したがって、復帰モードにて、待機モードにおける非加熱領域を集中的に加熱することによって、加熱ローラ３１表面の温度むらの解消を効率よく行うことができる。
【実施例４】
【０１６０】
表５に示す温度制御シーケンスで、加熱装置の動作制御を行った以外は、実施例３と同様の操作を行った。本実施例の温度制御シーケンスは、復帰モード以外の動作は、実施例３と同じである。すなわち、本実施例の復帰モードでは、加熱ローラ３１をまず６０°回転させ、この状態で回転を停止して０．３３秒保持した。その後、加熱ローラ３１をさらに１２０°回転させて、この状態で回転を停止して、０．３３秒保持する動作を２回繰り返した後、再び加熱ローラ３１を回転させて、表５中、復帰モードの欄に示す制御温度に達するまで、加熱を行った。上記加熱ローラ３１の回転により、加熱源が配置される各加熱位置に、待機モードでの加熱ローラ３１の非加熱領域を順次移動させ、全ての加熱位置にて、上記の各非加熱領域の加熱を行い、加熱位置における加熱性能の違いによる影響を低減させた。
【０１６１】
【表５】
2005142023.tif 000007
【０１６２】
復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラ３２の表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図９に示す。図９中の横軸および縦軸は、図５と同様である。
【０１６３】
図８および図９に示すように、実施例４（図９）では、実施例３（図８）に比べて、復帰モードでの加熱ローラの温度むらがさらに低減されることがわかる。したがって、復帰モードにて、待機モードにおける非加熱領域が集中的にかつ均等に加熱されるので、加熱位置における加熱性能の違いを低減して、加熱ローラ３１表面の温度むらをより一層効率よく解消することができる。
【実施例５】
【０１６４】
表６に示す温度制御シーケンスで、加熱装置の動作制御を行った以外は、実施例１と同様の操作を行った。本実施例の温度制御シーケンスは、復帰モード以外の動作は、実施例１と同じである。すなわち、本実施例の復帰モードでは、加熱ローラ３１を１回転（３６０°回転）させ、このとき、サーミスタ３５によって検知された加熱ローラ３１の周面の各位置における温度分布（以下、検出温度データ）と、回転が停止した加熱ローラ３１を誘導加熱手段３７によって加熱した場合の加熱ローラ３１の周面の各位置における発熱分布（以下、発熱分布特性データ）とに基づいて、制御手段３６が加熱ローラ３１の回転角度を決定した。
【０１６５】
上記検出温度データを図１０に示し、発熱分布特性データ２を図４に示す。ここで、図１０中、横軸は、加熱ローラ３１の回転角度であり、加熱ローラ３１の回転前における、加熱ローラ３１表面のサーミスタ３５の配置位置を０°としている。また、縦軸は、検出された各温度を、検出された温度のうちの最高温度で除した百分率で示している。
【０１６６】
その後、決定された回転角度まで加熱ローラ３１を回転させて、この状態で回転を停止して、所定時間保持した後、再び加熱ローラ３１を回転させて、表６中、復帰モードの欄に示す制御温度に達するまで、加熱を行った。
【０１６７】
【表６】
2005142023.tif 000008
【０１６８】
なお、制御手段３６は、以下のようにして、加熱ローラ３１の回転角度を決定した。すなわち、加熱ローラ３１のうち、温度の低い領域が、誘導加熱手段３７による加熱によって最も発熱する領域となるように、加熱ローラ３１の回転を行うことにより、加熱ローラ３１の加熱を効率よく行うことができる。加熱ローラ３１をそれぞれの回転角度で回転させて、誘導加熱手段３７によって加熱した場合の、加熱ローラ３１の温度むらは、上記検出温度データと発熱分布データとを用いて評価することができる。すなわち、図４に示す発熱分布特性データと、図１０に示す温度検出データとを重ね合わせた場合の、加熱ローラ３１の各位置における、発熱分布の値（図４の縦軸）と温度分布の値（図１０の縦軸）との和を求め、求めた各位置における和のばらつきである標準偏差σを算出する。上記重ね合わせを、加熱ローラ３１の回転角度を順次変化させて行い、それぞれの回転角度における上記和の標準偏差σを算出し、該標準偏差σが最小となる回転角度が、最も効率よく加熱ローラ３１を加熱することができる状態となる。つまり、標準偏差σが最小となる回転角度まで加熱ローラ３１を回転させて、誘導加熱手段３７による加熱を行うことにより、復帰モードにおける加熱によって、加熱ローラ３１表面の温度むらを抑制することができると考えられる。
【０１６９】
そこで、あらかじめ測定された誘導加熱手段３７の発熱分布特性データ（図４）と、復帰モード移行後に加熱ローラ３１を１回転させて得られた加熱ローラ３１の各位置での検出温度データ（図１０）とを用いて、加熱ローラ３１を各回転角度で回転させた場合の上記標準偏差σを求めた。その結果を図１１に示す。図１１中、横軸は図１０の横軸と同じであり、縦軸は標準偏差σである。図１１に示されるように、標準偏差σが最小となるのは、加熱ローラ３１を１５５°回転させた場合であることがわかる。
【０１７０】
それゆえ、制御手段３６は、復帰モードに移行後、まず、加熱ローラ３１を１回転させた後、加熱ローラ３１をさらに１５５°回転させて、この状態で回転を停止して、０．３３秒間保持した後、再び加熱ローラ３１を回転させて、表６中、復帰モードの欄に示す制御温度に達するまで、加熱を行った。
【０１７１】
復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラ３２の表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図１２に示す。図１２中の横軸および縦軸は、図５と同様である。
【０１７２】
図５および図１２に示すように、実施例５（図１２）では、実施例１（図５）に比べて、復帰モードでの加熱ローラ３１の温度むらがさらに低減されることがわかる。したがって、復帰モードにて、加熱ローラ３１の回転と該回転の停止とを行うことによって、復帰モードにおける加熱ローラ３１表面の温度むらを効率よく解消することができることがわかる。
【実施例６】
【０１７３】
実施例１で説明した構成の加熱装置に代えて、図１６に示す加熱装置を用い、表７に示す温度制御シーケンスで、加熱装置の動作制御を行った以外は、実施例１と同様に行った。すなわち、加熱装置として、実施例１で説明した加圧ローラ３２、加熱手段３３、ドライバー回路４２に代えて、それぞれ、図１６に示す加圧ローラ４０、加熱手段４１、加熱手段側励磁回路３４’を用いた以外は、実施例１で説明した構成を備える加熱装置を用いた。また、温度制御シーケンスは、実施例１の温度制御シーケンスと同じであるが、実施例１にて、加熱手段３３に代えて加熱手段４１を用いているため、実施例２にて加熱手段３３に投入された電力を加熱手段４１に投入している。
【０１７４】
【表７】
2005142023.tif 000009
【０１７５】
なお、上記加圧ローラ４０として、直径１８ｍｍのアルミニウム製の加圧ローラ側芯金４０ｄ上に、厚さ６ｍｍの発泡シリコンスポンジにて形成された加圧ローラ側弾性層４０ｃ、厚さ４０μｍのニッケルからなる加圧ローラ側発熱層４０ｂ、厚さ１５０μｍのシリコンゴム（ＬＴＶ）層の上に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ層を設けた加圧ローラ側離型層４０ａを、この順に形成してなるものを用いた。また、上記加圧ローラ４０は、図示しない弾性部材によって、上記加熱ローラ３１に対して、２８０Ｎで圧接するように設定し、この圧接によって形成されるニップ部の幅は、約７ｍｍであった。
【０１７６】
上記加熱手段４１の誘導コイル４１ａを形成するために、表面が酸化膜にて覆われたアルミニウム単線を用いた。該アルミニウム単線を、図２に示すように、加圧ローラ４０表面の、誘導コイル４１ａの加熱による２箇所の発熱ピーク位置が、加圧コイル４０の回転軸における角度で１２０°をなすように、加圧ローラ４０の外周面に沿って巻き回して、誘導コイル４１ａとした。また、上記２箇所の発熱ピーク位置は、それぞれ、上記加熱ローラ３１と加圧ローラ４０とのニップ部の中心から、加圧コイル４０の回転軸における角度で約１２０°となるように設定した。さらに、樹脂ホルダー４１ｂとして、Ｇ−ＰＥＴ製のホルダーを用い、該樹脂ホルダー４１ｂで誘導コイル４１ａを保持した。
【０１７７】
復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラ４０の表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図１３に示す。図１３中の横軸および縦軸は、図５と同様である。また、復帰モード移行後、復帰完了時における加熱ローラ３１および加圧ローラ４０のそれぞれの温度むらを表８に示す。
【実施例７】
【０１７８】
実施例６で説明した構成の加熱装置に備えられた加圧ローラ４０に代えて、直径４０ｍｍの加圧ローラ側芯金４０ｄを有する加圧ローラを用いた以外は、実施例６と同様の構成の加熱装置を用い、実施例６と同様の温度制御シーケンスで加熱装置の動作制御を行った。復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラの表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図１４に示す。図１４中の横軸および縦軸は、図５と同様である。また、復帰モード移行後、復帰完了時における加熱ローラ３１および加圧ローラ４０のそれぞれの温度むらを表８に示す。
【実施例８】
【０１７９】
実施例６で説明した構成の加熱装置に備えられた加圧ローラ４０に代えて、直径２０ｍｍの加圧ローラ側芯金４０ｄ加圧ローラを用いた以外は、実施例６と同様の構成の加熱装置を用い、実施例６と同様の温度制御シーケンスで加熱装置の動作制御を行った。復帰モードにおける加熱ローラ３１の表面温度および加圧ローラの表面温度、誘導加熱手段３７の消費電力を図１５に示す。図１５中の横軸および縦軸は、図５と同様である。また、復帰モード移行後、復帰完了時における加熱ローラ３１および加圧ローラ４０のそれぞれの温度むらを表８に示す。
【０１８０】
【表８】
2005142023.tif 000010
【０１８１】
図１３〜図１５および表８に示すように、加熱ローラ３１の外径が、加圧ローラ４０の外径の整数倍となっている場合（実施例７・８）よりもむしろ、整数倍となっていない場合（実施例６）の方が、復帰モードでの加熱ローラ３１の温度むらを抑制することができることがわかる。つまり、復帰モードにて、加熱ローラ３１および加圧ローラ４０が回転した場合に、加熱ローラ３１が１回転する毎に、ニップ部にて加圧ローラ４０に接触する領域が異なるように、加熱ローラ３１および加圧ローラ４０の外径を設定することによって、加熱ローラ３１および加圧ローラ４０の温度むらが低減されることがわかる。
【０１８２】
なお、上記比較例にて、図１７に示す構成の加熱装置について説明したが、実施例３〜５で説明した復帰モードにて、加熱ローラ３１の回転と該回転の停止とを行う温度制御シーケンスは、図１７に示す加熱装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明の加熱装置は、待機モードからの復帰時に、加熱ローラの温度むらを速やかに解消することができる。それゆえ、プリンタ、複写機、ファックス、これらの機能を備えたデジタル複合機等の画像形成装置にて、上記加熱装置を定着装置として用いることによって、温度むらの少ない加熱ローラを用いて、定着処理を良好に行い得る画像形成装置を提供することができる。
【０１８４】
さらに、上記加熱装置は、乾式電子写真機器における定着装置、湿式電子写真機器における乾燥装置、インクジェットプリンタにおける乾燥装置、リライタブルメディア用消去装置等として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】本発明の加熱装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる加熱装置の概略構成図である。
【図３】上記加熱装置に備えられる誘導加熱手段の上面図である。
【図４】上記誘導加熱手段によって加熱される加熱ローラの周方向の発熱分布特性を示すグラフである。
【図５】実施例１にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図６】実施例２にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図７】比較例にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図８】実施例３にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図９】実施例４にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図１０】実施例５にて検出した、復帰時に加熱ローラを１回転させたときの加熱ローラ表面の温度分布を示すグラフである。
【図１１】実施例５にて、検出温度データと発熱分布データとに基づいて算出した、加熱ローラの表面温度の標準偏差を示すグラフである。
【図１２】実施例５にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図１３】実施例６にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図１４】実施例７にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図１５】実施例８にて行った、加熱装置の復帰時の加熱ローラおよび加圧ローラの表面温度、および、誘導加熱手段の消費される誘導加熱電力量を示すグラフである。
【図１６】本発明の他の実施形態にかかる加熱装置の概略構成図である。
【図１７】比較例にて用いた加熱装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１８６】
１２      加熱装置
３１      加熱ローラ（加熱部材）
３１ａ    離型層
３１ｂ    発熱層
３１ｃ    弾性層
３１ｄ    芯金
３２      加圧ローラ（加圧部材・加熱源）
３３      加熱手段（内部熱源）
３４      励磁回路
３４’    加熱手段側励磁回路
３５      加熱ローラ用サーミスタ
３６      制御手段
３７      誘導加熱手段（加熱源・局所加熱源）
３７ｃ    平行部分（加熱源）
３８      加圧ローラ用サーミスタ
４０      加圧ローラ（加圧部材・加熱源）
４１      加熱手段
４２      ドライバー回路
４３      駆動手段
１００      画像形成装置
Ｐ        記録用紙（被加熱材）
【図１】
2005142023.tif 000011
【図２】
2005142023.tif 000012
【図３】
2005142023.tif 000013
【図４】
2005142023.tif 000014
【図５】
2005142023.tif 000015
【図６】
2005142023.tif 000016
【図７】
2005142023.tif 000017
【図８】
2005142023.tif 000018
【図９】
2005142023.tif 000019
【図１０】
2005142023.tif 000020
【図１１】
2005142023.tif 000021
【図１２】
2005142023.tif 000022
【図１３】
2005142023.tif 000023
【図１４】
2005142023.tif 000024
【図１５】
2005142023.tif 000025
【図１６】
2005142023.tif 000026
【図１７】
2005142023.tif 000027