(57)【要約】      （修正有）【課題】発熱体による画像加熱フィルムの迅速な立上げを維持するとともに、ヒータ保護層および画像加熱フィルム内面の削れを抑制できる画像加熱装置を提供する。【解決手段】発熱体により加熱される画像加熱フィルムを回転させるため、回転速度制御手段は、回転駆動手段の回転駆動開始時に、回転駆動手段を最終回転速度ａよりも遅い回転速度ｂへ第１の時間的変化で急峻に回転駆動させた後、回転速度ｂから所定時間経過後に最終回転速度ａとなるように第１の時間的変化より緩い第２の時間的変化で回転駆動させる。【選択図】図１
2013105080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と、前記発熱体により加熱される回転可能なフィルムと、前記フィルムとニップ部を形成するためのローラ形状の加圧体と、前記加圧体を回転駆動させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段による前記加圧体の回転速度を制御する回転速度制御手段と、を有し、トナー画像を担持した記録材を、前記ニップ部を通過させることにより画像加熱させる画像加熱装置において、
前記回転速度制御手段は、
前記回転駆動手段の回転駆動開始時に、前記回転駆動手段を最終回転速度ａよりも遅い回転速度ｂへ第１の時間的変化で急峻に回転駆動させた後、回転開始から所定時間経過後に前記回転速度ｂから前記最終回転速度ａとなるように前記第１の時間的変化より緩い第２の時間的変化で回転駆動させることを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記第２の時間的変化は、経時的に複数の時間的変化で構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記第２の時間的変化は、折れ線状あるいは階段状となることを特徴とする請求項２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記第２の時間的変化は、折れ線状であって前記第１の時間的変化と同じ成分を有することを特徴とする請求項３に記載の画像加熱装置。
【請求項５】
装置の内部または装置の外部の環境温度を検知する環境温度検知手段を備え、前記回転速度制御手段は、前記環境温度検知手段により検知された環境温度が所定温度より低い場合に比べて前記所定温度より高い場合に前記所定時間をより短く設定することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項６】
装置の内部または装置の外部の環境温度を検知する環境温度検知手段を備え、前記回転速度制御手段は、前記環境温度検知手段により検知された環境温度が所定温度より高い場合に比べて前記所定温度より低い場合に前記回転速度ｂをより大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項７】
トナー画像を形成するトナー画像形成手段と、前記トナー画像を加熱するトナー画像加熱手段としての画像加熱装置と、を有する画像形成装置であって、前記画像加熱装置が請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やＬＢＰ等、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置に使用される画像加熱装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。画像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着トナー画像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱体の熱を画像加熱フィルムとしての定着フィルムを介して記録材へ付与することで、記録材面に形成担持されている未定着トナー画像を記録材面に加熱定着させる方式（フィルム加熱方式）の画像加熱装置が考案されている（特許文献１）。
【０００３】
フィルム加熱方式で用いられる熱源としては平板のセラミックヒータが一般的である。そのセラミックヒータと加圧ローラとの間に定着フィルムを挟ませて圧接ニップを形成し、その定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を荷担させた記録材を通過させることにより加熱定着を行なっている。
【０００４】
この平板のセラミックヒータは、特許文献２に示されるように、アルミナや窒化アルミなどの平板細長形状をした高絶縁性基板の下面に通電発熱抵抗層を形成したものであり、その通電発熱抵抗層はガラス膜で保護される（表面加熱タイプ）。あるいは、セラミック基板のもう一方の面（上面）にオーバーコート層が形成される（背面加熱タイプ）。
【０００５】
このようなヒータが回転可能な定着フィルムの内周面と摺動することで、ヒータの通電発熱抵抗層の熱が定着フィルムに伝達される。なお、定着フィルムの摺動回転性を向上させる為に、定着フィルムとヒータとの間に耐熱性グリース等の潤滑剤を介在させることが多い。このグリースはヒータが加熱されて動作状態になると、グリースの粘度が下がりヒータとの間でよく潤滑するようになる。
【０００６】
このようなフィルム加熱方式の画像加熱装置を用いたプリンタ、複写機等の各種画像形成装置は、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ: Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）の短縮化が可能になる。また、このタイプの画像加熱装置は、プリント指令を待つ待機時間の消費電力が少ないというメリットもある。
【０００７】
上述のフィルム加熱方式の画像加熱装置においては、従来、電源が投入された後の定着器の回転駆動開始時に、定着フィルムが定着温度に昇温されるまでの定着フィルムおよび加圧ローラは、回転開始直後から定着時の回転速度で回転するよう制御が行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４-４４０７５号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したフィルム加熱方式の画像形成装置における従来の回転速度制御は、以下に述べるような課題がある。昨今の複写機・プリンタ等の高速化に伴い、ヒータ表面の保護ガラス膜またはオーバーコート層（以下、保護層）と定着フィルムの内面の摺擦力は大きくなる傾向にある。特に定着フィルムとヒータ間の潤滑剤であるグリースの粘度が高い低温環境や、回転加速度が大きい条件では、保護層と定着フィルムの内面の間に、より大きな摺擦力が発生する。
【００１０】
従来の回転速度制御では、定着器の回転駆動開始時に、回転開始直後から定着時の回転速度へと急激に切り替えるため、その際の回転加速度が大きく、保護層と定着フィルムの内面により大きな摺擦力が発生していた。このような条件で使用され続けると、ヒータ保護層や定着フィルム内面の削れが進行する。そうすると、摺擦力の更なる増大や定着フィルムの破断に至ってしまうこともある。また、削り粉の介在により、ヒータと定着フィルム間の接触熱抵抗が増大し、熱効率が落ちることも考えられる。
【００１１】
本発明の目的は、発熱体による画像加熱フィルムの迅速な加熱立上げを可能にするとともに、ヒータ保護層および画像加熱フィルム内面の削れを抑制できる画像加熱装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、発熱体と、前記発熱体により加熱される回転可能なフィルムと、前記フィルムとニップ部を形成するためのローラ形状の加圧体と、前記加圧体を回転駆動させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段による前記加圧体の回転速度を制御する回転速度制御手段と、を有し、トナー画像を担持した記録材を、前記ニップ部を通過させることにより画像加熱させる画像加熱装置において、前記回転速度制御手段は、前記回転駆動手段の回転駆動開始時に、前記回転駆動手段を最終回転速度ａよりも遅い回転速度ｂへ第１の時間的変化で急峻に回転駆動させた後、回転開始から所定時間経過後に前記回転速度ｂから前記最終回転速度ａとなるように前記第１の時間的変化より緩い第２の時間的変化で回転駆動させることを特徴とする。
【００１３】
また、トナー画像を形成するトナー画像形成手段と、前記トナー画像を加熱するトナー画像加熱手段としての上述した画像加熱装置と、を有する画像形成装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発熱体による画像加熱フィルムの迅速な加熱立上げを可能にするとともに、ヒータ保護層および画像加熱フィルム内面の削れを抑制でき、回転駆動開始時の駆動トルクが大きい高速機や、低温環境などの条件においても適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る加圧ローラの回転速度を時間の経過とともに表す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る加熱定着装置の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る加熱体の正面図及び通電制御を行う回路を表す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る加圧ローラの回転速度制御方法を表すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る加圧ローラの回転速度制御方法を表すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る加圧ローラの回転速度を時間の経過とともに表す図である。
【図９】加圧ローラ回転速度に関して急峻な第１の時間的変化を説明する図である。
【図１０】加圧ローラ回転速度に関して第２の時間的変化が折れ線状となる場合の説明図である。
【図１１】加圧ローラ回転速度に関して第２の時間的変化が折れ線状であって、第１の時間的変化と同じ時間的変化の成分を備える場合の説明図である。
【図１２】加圧ローラ回転速度に関して第２の時間的変化が階段状となる場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１７】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図５は、本実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置１００の概略構成図である。画像形成装置１００は、転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタで、片面のみトナー画像形成可能な画像形成装置を例にとる。１は像担持体としての電子写真感光体ドラムであり、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。２は接触帯電ローラ等の帯電手段であり、この帯電手段により感光体ドラム１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電処理（一次帯電）される。
【００１８】
３は画像露光手段としてのレーザービームスキャナであり、不図示のイメージスキャナ・コンピュータ等の外部機器から入力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン／オフ変調したレーザー光Ｌを出力する。これにより、感光体ドラム１の帯電処理面が走査露光（照射）され、この走査露光により、感光体ドラム１表面の露光明部の電荷が除電されて、感光体ドラム１表面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００１９】
４は現像装置であり、現像スリーブ４ａから感光体ドラム１表面に現像剤（トナー）が供給されて感光体ドラム１表面の静電潜像が可転写像であるトナー像として順次に現像される。レーザービームプリンタの場合、一般的に、静電潜像の露光明部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。
【００２０】
５は給紙カセットであり、記録材Ｐを積載収納させてある。給紙スタート信号に基づいて、給紙ローラ６が駆動されて、給紙カセット５内の記録材Ｐが一枚ずつ分離給紙される。そして、レジストローラ７を介して、感光体ドラム１と接触型・回転型の転写部材としての転写ローラ８との当接ニップ部である転写部位Ｔに所定のタイミングで導入される。すなわち、感光体ドラム１上のトナー像の先端部が転写部位Ｔに到達したとき、記録材Ｐの先端部もちょうど転写部位Ｔに到達するタイミングとなるようにレジストローラ７で記録材Ｐの搬送が制御される。
【００２１】
転写部位Ｔに導入された記録材Ｐは、転写部位Ｔで挟持搬送される。その間、転写ローラ８には、不図示の転写バイアス印加電源から所定に制御された転写電圧（転写バイアス）が印加される。転写ローラ８にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで、転写部位Ｔにおいて感光体ドラム１表面側のトナー像が記録材Ｐの表面に静電的に転写される。転写部位Ｔにおいてトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光体ドラム１表面から分離されて、搬送ガイド９を通って定着器１１へ搬送導入され、トナー像の加熱・加圧定着処理を受ける。
【００２２】
一方、記録材分離後（記録材Ｐに対するトナー像転写後）の感光体ドラム１表面は、クリーニング装置１０で、転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。定着器１１を通った記録材Ｐは、排紙口１２から排紙トレイ１３上に排出される。
【００２３】
（画像加熱装置）
本実施形態に係る画像加熱装置としての定着器１１について、説明する。本実施形態では、フィルム加熱方式でトナー画像加熱する定着器を用いている。図２は、定着器１１の概略構成図で、テンションレスタイプの装置を示す。このテンションレスタイプのフィルム加熱方式の定着器は、耐熱性フィルムとして回転可能なエンドレス（円筒状）のものを用いる。そして、画像加熱用の定着フィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションフリー（テンションが加わらない状態）とし、定着フィルムは加圧体の回転駆動力で回転駆動される。
【００２４】
ａ）ステー２１
２１はステーであり、加熱体保持部材兼フィルムガイド部材としての耐熱性・剛性部材である。２３は加熱体としてのセラミックヒータであり、ステー２１の下面にステー長手方向（紙面垂直方向）に沿って配設される。２２はエンドレス（円筒状）の耐熱性の定着フィルムであり、加熱体２３を含む定着フィルムガイド部材であるステー２１に外嵌させてある。
【００２５】
このエンドレスの耐熱性の定着フィルム２２の内周長と、加熱体２３を含むステー２１の外周長との差は、フィルム２２の内周長の方を例えば３ｍｍ程度大きくしてあり、従ってフィルム２２は周長に余裕を持って外嵌している。ステー２１はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等で構成できる。本実施形態では液晶ポリマーを用いた。
【００２６】
ｂ）定着フィルム２２
定着フィルム２２は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の単層フィルムを用いる。或いは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等のフィルムの外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを用いることができる。本実施形態では膜厚約５０μｍのポリイミドフィルムの外周表面にＰＦＡをコーティングしたものを用いた。また、フィルム２２の外径は３０ｍｍとした。
【００２７】
また、定着フィルム２２の内面には、オーバーコート層３２、ステー２１との間の摺動抵抗を低減するためにグリースを潤滑剤として塗布してある。画像定着時に抵抗発熱体３０が２００℃近くまでに昇温するので、グリースには耐熱性が要求され、その為本実施形態においては耐熱性に優れたフッ素系のグリースを用いている。また、このグリースは低温時には粘度が高く、高温になるにつれて粘度が低くなる性質を有する。
【００２８】
ｃ）加圧ローラ２４
図２で、ローラ形状の加圧体である加圧ローラ２４は、加熱体２３との間でフィルム２２を挟むニップ部Ｎを形成する。そして、定着フィルム２２を回転駆動させるフィルム外面接触駆動手段として機能する。この加圧ローラ２４は、芯金と弾性体層と最外層の離形層からなり、不図示の軸受け手段・付勢手段により、総圧約１８６Ｎ（約１９ｋｇｆ）の押圧力をもって定着フィルム２２を挟ませて加熱体２３の表面に圧接するよう配設される。本実施形態では、芯金はアルミニウムを、弾性体層はシリコーンゴムを、離形層は厚さ約３０μｍのＰＦＡのチューブを用いた。加圧ローラ２４の外径は３０ｍｍ、弾性体層の厚さは３．５ｍｍとした。
【００２９】
ｄ）定着器回転制御手段２５
定着器回転制御手段２５は、加圧ローラ２４を回転駆動する定着駆動モータ２６と、モータ２６の回転を制御するＣＰＵ２７とを有する。モータ２６としては、例えばステッピングモータやＤＣモータ等を使用することができ、加圧ローラ２４の回転を連続的に行うことが可能である。このようにして加圧ローラ２４の回転駆動により、ニップ部Ｎにおける加圧ローラとフィルム外面との摩擦力でフィルム２２に回転力が作用する。そして、フィルム２２はその内面側がニップ部Ｎにおいて加熱体２３の表面に密着して摺動しながら、ステー２１の外回りを矢印ｘの搬送方向に、加圧ローラ２４の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転状態になる。
【００３０】
本実施形態では、画像形成装置１００のプロセススピードを半分、すなわち加圧ローラ２４を回転駆動させるモータ２６の回転速度を通常速度（以下、全速）の半分にして、プリント速度を半分（以下、半速）にする方法を採用する。本実施形態においては、加圧ローラ２４は全速時に３５０ｍｍ／ｓの回転速度で、半速時に１７５ｍｍ／ｓの回転速度で回転駆動される。
【００３１】
ｅ）加熱体２３
図３は、本実施形態における加熱体２３の正面図及び通電制御を行う回路を表す図である。加熱体２３は、被加熱材としての記録材Ｐの搬送方向ｘに対して直角方向を長手方向とする細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板３１を備える。更に、加熱体２３は、基板３１の表面（フィルム摺動面）側に基板長手方向に沿って形成具備させた抵抗発熱体３０、この抵抗発熱体を形成した加熱体表面を保護する耐熱性オーバーコート層３２、抵抗発熱体３０の長手方向端部の給電用電極３３・３４等を備える。このような加熱体２３は、全体に低熱容量の加熱体となっている。
【００３２】
この加熱体２３を、オーバーコート層３２を形成具備させた表面側を下向きに露呈させて、ステー２１の下面側に保持させて固定配設してある。以上の構成をとることにより、加熱体全体を熱ローラ方式に比べて低熱容量にすることができ、クイックスタートが可能になる。
【００３３】
ｆ）抵抗発熱体３０
本実施形態の抵抗発熱体３０は、銀・パラジウム・ガラス粉末（無機結着剤）・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、加熱体基板３１上に線帯状に形成して得たものである。抵抗発熱体３０の材料としては、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）以外にＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の電気抵抗材料を用いても良い。抵抗発熱体の抵抗値は常温で２０Ωとした。
【００３４】
ｇ）加熱体基板３１
３１は耐熱性・絶縁性を有する加熱体基板であり、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス材料が用いられる。本実施形態では幅９ｍｍ・長さ２８５ｍｍ・厚さ０．６ｍｍのアルミナ基板を使用している。給電用電極３３・３４は銀パラジウムのスクリーン印刷パターンを用いた。３２は、抵抗発熱体３０のオーバーコート層であり、抵抗発熱体３０と加熱体２３表面との電気的な絶縁性とフィルム２２の摺動性とを確保する。
【００３５】
本実施形態のオーバーコート層３２は、厚さ約６μｍの耐熱性のポリイミド層であり、以下の方法で形成した。すなわち、ポリアミドイミドを増粘剤、レベリング剤等の添加物を混入した上で、スクリーン印刷法により抵抗発熱体３０上にコートし、１００℃以上２００℃以下の温度で３０分以上の乾燥工程を経た後、３５０℃以上４５０℃以下の温度にて焼成した。
【００３６】
ｈ）検温素子
図３の下方部は、加熱体２３の裏面（非フィルム摺動面）を示している。２９は、装置内部の加熱体の温度を検知するために設けられた検温素子である。本実施形態では、検温素子として加熱体２３から分離した外部当接型のサーミスタを用いている。この外部当接型サーミスタ２９は、例えば支持体上に断熱層を設け、その上にチップサーミスタの素子を固定し、素子を下側（加熱体裏面側）に向けて所定の加圧力により加熱体裏面に当接するような構成をとる。本実施形態では、支持体として高耐熱性の液晶ポリマーを、断熱層としてセラミックスペーパーを積層したものを用いた。
【００３７】
ｉ）定着器温度制御手段２８
定着器温度制御手段２８は、外部当接型サーミスタ２９とＣＰＵ３５とを有する。外部当接型サーミスタ２９は最小サイズの記録紙の通紙域内に設けられており、ＣＰＵ３５に通じている。加熱体２３は、抵抗発熱体３０の長手方向端部の給電用電極３３・３４に対する給電により、抵抗発熱体３０が長手方向全長にわたって発熱することで昇温する。その昇温が、外部当接型サーミスタ２９で検知され、外部当接型サーミスタ２９の出力をＡ／Ｄ変換しＣＰＵ３５に取り込む。その情報に基づいて、トライアック３６により、抵抗発熱体３０に通電する電力を位相制御あるいは波数制御等により制御して、加熱体２３の温度制御がなされる。
【００３８】
即ち、外部当接型サーミスタ２９の検知温度が、所定の設定温度より低いと加熱体２３が昇温するように、設定温度より高いと降温するように通電を制御することで、加熱体２３は定着時一定温度に保たれる。なお、本実施形態では位相制御により、出力を０〜１００％まで５％刻みの２１段階で変化させている。出力１００％は加熱体２３に全通電したときの出力を示す。
【００３９】
（回転速度に応じた電力投入）
またＣＰＵ３５は、加圧ローラの回転速度に応じて許容投入電力を設定できるようにしている。例えば、回転速度がゼロの状態では、回転による熱伝播が行われず、定常状態の最大投入電力を投入すると局所的な加熱に伴う問題が発生するため、低い投入電力に抑える必要がある。回転速度が増すにつれて、許容投入電力は大きくなり、回転速度が定常状態の速度（全速）の１／２の速度（半速）では定常状態と同じ投入電力が許容される。
【００４０】
このようにして、加熱体２３の温度が所定に立ち上がり、かつ後述するように加圧ローラ２４の回転によるフィルム２２の回転周速度が定常化した状態において、フィルム２２を挟んで加熱体２３と加圧ローラ２４とで形成されるニップ部Ｎに記録材Ｐが導入される。そして、記録材Ｐをフィルム２２と一緒に挟持搬送して、圧接ニップ部Ｎを通過させることにより、加熱体２３の熱がフィルム２２を介して記録材Ｐに付与される。そして、記録材Ｐ上の未定着画像（トナー画像）が記録材Ｐ面に加熱定着される。ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは、フィルム２２の面から分離されて搬送される。
【００４１】
（回転速度制御フロー）
次に本実施形態における定着器１１の回転速度制御について図４のフローチャートを用いて説明する。画像形成装置１００は、画像形成装置１００の電源が投入されるか、待機時にプリント開始のスタートキーが投入されると、まず、定着器温度制御手段２８により加熱体２３への通電を開始して、フィルム２２の加熱を行う（ステップＳ１）。それとともに、定着器回転制御手段２５によりモータ２６を介して加圧ローラ２４を後に詳述するように急峻に半速の回転速度で回転駆動させる（ステップＳ２）。この加圧ローラ２４の回転駆動により、フィルム２２に回転力が作用して、加圧ローラ２４の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転状態になる。
【００４２】
その後、定着器回転制御手段２５は、加圧ローラ２４の回転速度を全速の回転速度に向けて徐々に加速し、所定時間ｔをかけて全速の回転速度となるよう制御する（ステップＳ３）。そして、加圧ローラ２４の回転速度を全速に維持したまま、定着器温度制御手段２８はフィルム２２の表面温度が目標温度（定着時温度）になるように抵抗発熱体３０に通電する電力を制御する（ステップＳ４）。その後、給紙、搬送、転写、定着、排紙のプロセスを経てプリントを完了する（ステップＳ５）。なお、本実施形態ではＦＰＯＴを１０ｓｅｃとしている。
【００４３】
（急峻の定義）
本発明において、第１の時間的変化に関して、急峻とは、一様な時間的変化で回転開始から所定時間ｔにて全速に至る場合（図９のＣ）を基準とするとき、その時間的変化より急な時間的変化を意味する。即ち、第１の時間的変化として図９のＡ１（第２の時間的変化としてはＡ２）や、図９のＢ１（第２の時間的変化としてはＢ２）が該当する。
【００４４】
（フィルムおよびフィルムと摺動するヒータ保護層の削れの多寡）
図１（ａ）は、従来例における加圧ローラ２４の回転速度制御を時間の経過とともに表した図である。加圧ローラ２４の回転開始とともに、急峻に全速（最終回転速度ａ）で回転駆動させている。この場合、単位時間あたりの速度変化（図１（ａ）の縦軸方向の変化）、即ち加速度が大きな値となる。そして、フィルムおよびフィルムと摺動するヒータ保護層の間に潤滑剤（グリース）を介したとしても所定の摺擦力が存在することを前提とする場合、フィルムおよびヒータ保護層の削れの問題が生ずる。
【００４５】
これに対し、図１（ｂ）は、本実施形態における加圧ローラ２４の回転速度制御を時間の経過とともに表した図である。加圧ローラ２４の回転開始とともに急峻に半速（最終回転速度ａの半分の回転速度ｂ）で回転駆動させ、その後全速の回転速度に向けて徐々に加速し、所定時間ｔ（具体的には３ｓｅｃ）をかけて全速で回転駆動させている。この場合、単位時間あたりの速度変化、即ち加速度は従来例に比べ小さな値に抑えられるため、フィルムおよびフィルムと摺動するヒータ保護層の削れの問題が抑制される。
【００４６】
そして、回転駆動手段を最終回転速度ａよりも遅い回転速度ｂへ第１の時間的変化で急峻に回転駆動させることを前提とする本実施形態においては、以下に示すように迅速な加熱立上げが維持される。即ち、最初にフィルムが所定速度で回転されることでフィルム周方向への熱伝搬性を高くすることができることに起因して、許容最大投入電力を低く抑える必要がなく、回転速度ｂに応じた許容最大投入電力を投入することができる。
【００４７】
因みに、最初に急峻に半速で回転される本実施形態においては、回転速度ｂに応じた許容最大投入電力として最終回転速度ａの場合の投入電力をそのまま投入することができる。
即ち、最初に急峻に半速で回転される本実施形態においては、最初から定常投入電力を１００％投入することができる。
【００４８】
次に、本実施形態によって得られる効果を、耐久実験の結果に基づいて説明する。従来例と実施例１（本実施形態）のそれぞれについて、耐久後におけるフィルム２２およびオーバーコート層３２の削れを目視で確認した。耐久実験は、Ｌ／Ｌ（室温１５℃、湿度１０％）の環境下において、画像比率５％で、以下に述べる間欠耐久を２００ｋ枚（２０万枚）実施した。即ち、１００枚の連続プリントごとに３００ｓｅｃの休止期間を設け、その後再び１００枚の連続プリントを行うことを繰り返した。以上の評価について、耐久枚数ごとの結果を以下の表１に示す。
【００４９】
なお、評価指標として、以下の識別符号を付した。
○・・・良好
△・・・実使用上問題無し
×・・・不良（ＮＧ）
【００５０】
【表１】
2013105080.tif 000003
【００５１】
従来例では１００ｋ枚の耐久後でオーバーコート層３２の削れが見られ始め、２００ｋ枚の耐久後ではフィルム２２とオーバーコート層３２の摺擦による異音が発生し許容できない不良レベルであった。一方、実施例１（本実施形態）では、定着器１１の回転駆動開始時に定着器１１の回転速度を段階的に切り替えることにより、回転加速度を下げている。そのため、フィルム２２とオーバーコート層３２の摺擦力を小さくでき、２００ｋ枚の耐久後でもフィルム２２内面とオーバーコート層３２の削れは見られなかった。
【００５２】
以上、本実施形態の構成によれば、定着器１１の回転駆動開始時の駆動トルクが大きい高速機や低温環境で耐久した場合においても、フィルム２２内面とオーバーコート層３２の削れを抑えることができる。なお、本実施形態では画像形成装置１００のプロセススピードとして全速と半速の２通りを有しているが、これに限られるものではない。
【００５３】
《第２の実施形態》
本実施形態は、第１の実施形態で説明した、定着器回転制御手段２５により加圧ローラ２４を半速の回転速度で回転駆動させた後、その後全速の回転速度に向けて徐々に加速し、所定時間ｔをかけて全速で回転駆動させる構成を変形させた例である。本実施形態では、図６に示すように、画像形成装置１００の外部の環境温度を検知するための環境温度センサ１０１を設け、環境温度に基づいて所定時間ｔを変える。図６において、第１の実施形態と同様の構成・作用をするものは同一の番号を付し説明は省略する。また、本実施形態における定着器１１、加熱体２３の構成は、それぞれ第１の実施形態における図２、図３で示した構成と同様であるため、説明は省略する。
【００５４】
（回転速度制御フロー）
次に本実施形態の回転速度制御について、図７のフローチャートを用いて説明する。第１の実施形態と同様のステップには、図４と同一の番号を付す。画像形成装置１００は、定着器１１の駆動を開始する際に、環境温度センサ１０１により画像形成装置１００の外部の環境温度を検知する（ステップＳ１０）。その後、加熱体２３への通電を行い（ステップＳ１）、それとともに、加圧ローラ２４を半速の回転速度で回転駆動させる（ステップＳ２）。
【００５５】
ステップＳ１０において、環境温度検知結果が１７℃未満であった場合は（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、定着器回転制御手段２５は加圧ローラ２４の回転速度を全速の回転速度に向けて徐々に加速する。具体的には、第１の実施形態と同様に、３ｓｅｃをかけて全速の回転速度となるよう制御する（ステップＳ１２）。一方、環境温度検知結果が１７℃以上であった場合は（ステップＳ１１，Ｎｏ）、定着器回転制御手段２５は加圧ローラ２４の回転速度を全速の回転速度に向けて徐々に加速し、２ｓｅｃをかけて全速の回転速度となるよう制御する（ステップＳ１３）。
【００５６】
ステップＳ１２またはステップＳ１３の後、加圧ローラ２４の回転速度を全速に維持したまま、定着器温度制御手段２８はフィルム２２の表面温度が目標温度（定着時温度）になるように抵抗発熱体３０に通電する電力を制御する（ステップＳ４）。その後、給紙、搬送、転写、定着、排紙のプロセスを経てプリントを完了する（ステップＳ５）。なお、本実施形態では環境温度検知結果に関わらず、ステップＳ１開始の時点から８ｓｅｃ経過後に給紙を開始しているため、全ての環境下においてＦＰＯＴが１０ｓｅｃとなっている。
【００５７】
図８（ａ）は本実施形態における、環境温度が１７℃未満の場合の加圧ローラ２４の回転速度制御を時間の経過とともに表した図である。加圧ローラ２４の回転開始とともに半速で回転駆動させ、その後全速の回転速度に向けて徐々に加速し、所定時間３ｓｅｃをかけて全速で回転駆動させている。また、図８（ｂ）は本実施形態における、環境温度が１７℃以上の場合の加圧ローラ２４の回転速度制御を時間の経過とともに表した図である。加圧ローラ２４の回転開始とともに半速で回転駆動させ、その後全速の回転速度に向けて徐々に加速し、所定時間２ｓｅｃをかけて全速で回転駆動させている。
【００５８】
ここで、本実施形態によって得られる効果について説明する。従来例、実施例１（第１の実施形態）、実施例２（本実施形態）のそれぞれについて、Ｎ／Ｎ（室温２３℃、湿度５０％）およびＬ／Ｌ（室温１５℃、湿度１０％）の環境下において、削れの他に画像ムラと定着性についても評価した。画像ムラはプリント面内の光沢度のムラのことであり、フィルム２２の表面温度が不均一な温度分布であると、トナーの溶融状態がプリント面の各場所で異なるため光沢度のムラとなりやすい。
【００５９】
また、第１の実施形態と同様に、２００ｋ枚の間欠耐久後におけるフィルム２２およびオーバーコート層３２の削れについて目視で確認した。即ち、１００枚の連続プリントごとに３００ｓｅｃの休止期間を設け、その後再び１００枚の連続プリントを行うことを繰り返した。以上の評価についての結果を以下の表２に示す。
【００６０】
【表２】
2013105080.tif 000004
【００６１】
従来例ではＮ／Ｎ環境、Ｌ／Ｌ環境ともに、耐久後にオーバーコート層３２の削れが発生した。一方、Ｎ／Ｎ環境、Ｌ／Ｌ環境ともに画像ムラはなく、定着性は良好であった。これは、定着器１１の回転駆動開始直後から全速の回転速度で駆動すると、フィルム２２の表面温度は均一な温度分布となりやすく、定着時の目標温度に必要な加熱体２３への投入電力を精度良く決められるためと考えられる。
【００６２】
また、第１の実施形態ではＮ／Ｎ環境、Ｌ／Ｌ環境ともに、耐久後にフィルム２２内面やオーバーコート層３２の削れは発生しなかった。一方、第１の実施形態では従来例よりも画像ムラ、定着性について若干の劣化が見られた。これは、定着器１１の回転駆動開始後から全速の回転速度になるまでの時間が３ｓｅｃと長く、フィルム２２の表面温度が不均一な温度分布となり、定着時の目標温度に必要な加熱体２３への投入電力を精度良く決められないためと考えられる。
【００６３】
本実施形態では、Ｌ／Ｌ環境に関しては第１の実施形態と同様の制御を行っており、評価結果は第１の実施形態と同じである。一方、本実施形態におけるＮ／Ｎ環境では、加圧ローラ２４の回転速度が全速の回転速度になるまでの時間を２ｓｅｃと、Ｌ／Ｌ環境よりも短くしているにも関わらず、耐久後にフィルム２２内面やオーバーコート層３２の削れは発生しなかった。これは、Ｎ／Ｎ環境においてはフィルム２２とオーバーコート層３２の間の潤滑剤であるグリースの粘度が低く、摺擦力が小さいためであると考えられる。
【００６４】
また、本実施形態におけるＮ／Ｎ環境では、第１の実施形態におけるＮ／Ｎ環境に比べて画像ムラが目立たなくなり、定着性が向上した。これは、定着器１１の回転駆動開始後から全速の回転速度になるまでの時間を２ｓｅｃと、第１の実施形態より短くしたことで、短くした分だけ全速の回転速度の時間が増えたためである。
【００６５】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、回転駆動手段を最終回転速度ａよりも遅い回転速度ｂへ第１の時間的変化で急峻に回転駆動させることを前提とする本実施形態においては、以下に示すように迅速なヒータの立上げが維持される。即ち、最初にフィルムが所定速度で回転されることでフィルム周方向への熱伝搬性を高くすることができることに起因して、許容最大投入電力を低く抑える必要がなく、回転速度ｂに応じた許容最大投入電力を投入することができる。
【００６６】
因みに、最初に急峻に半速で回転される本実施形態においては、回転速度ｂに応じた許容最大投入電力として最終回転速度ａの場合の投入電力をそのまま投入することができる。即ち、最初に急峻に半速で回転される本実施形態においては、最初から定常投入電力を１００％投入することができ、定着性、画像むらの観点で有利となる。
【００６７】
以上、本実施形態の構成によれば、様々な環境下においてフィルム２２内面とオーバーコート層３２の削れを抑えることができる。それとともに、Ｎ／Ｎ環境などの低温ではない環境下においては、画像ムラがなく定着性が良好な、画像品質の高い画像加熱装置を提供することができる。
【００６８】
（変形例１）
上述した実施形態においては、回転駆動開始時に、最終回転速度ａよりも遅い回転速度ｂへ第１の時間的変化で急峻に回転駆動させた後、開始から所定時間経過後に回転速度ｂから最終回転速度ａとなるように、一様な第２の時間的変化で回転駆動させた。しかし、本発明は、これに限らず、第２の時間的変化が経時的に複数の時間的変化で構成されるものであっても良い。例えば、第２の時間的変化が、折れ線状（図１０、図１１）あるいは階段状（図１２）となるものであっても良い。
【００６９】
即ち、図１０に示すように、第２の時間的変化をＡ２ａ、Ａ２ｂのような折れ線状、あるいはＡ２ａ’、Ａ２ｂ’のような折れ線状で行っても良い。また、図１１に示すように、第２の時間的変化をＡ２ａ’’、Ａ２ｂ’’のような折れ線状（ここでＡ２ｂ’’は第１の時間的変化Ａ１と同じ成分である）で行っても良い。更に、図１２に示すように、第２の時間的変化をＡ２’のような階段状で行っても良い。なお、図１１でＡ２ｂ’’は第１の時間的変化Ａ１と同じであるが、図示されるように、第２の時間的変化が、急峻な第１の時間的変化より緩いという点は、上述した実施形態と同様である。
【００７０】
（変形例２）
上述した実施形態においては、最終回転速度ａ（全速）よりも遅い回転速度ｂとして半速へ第１の時間的変化で急峻に回転駆動させたが、本発明はこれに限らない。例えば、回転速度ｂを、全速の１０％乃至９０％の範囲内、更には４０％乃至９０％の範囲内、より好ましくは４０％乃至６０％の範囲内の値に設定することができる。
【００７１】
（変形例３）
第２の実施形態において、環境温度検知手段により検知された環境温度が所定温度より低い場合に比べて所定温度より高い場合には、所定時間をより短く設定することで、画像むら、定着性の改善をすることができた。一方、環境温度検知手段により検知された環境温度が所定温度より低い場合に画像むら、定着性の改善をすることができなかった。しかし、所定温度より低い場合に所定時間を変えずに回転速度ｂをより大きく設定する（例えば、回転速度ｂを全速の６０％乃至９０％の範囲内の値とする）ようにすれば、画像むら、定着性の改善が期待できる。
【００７２】
（変形例４）
第２の実施形態では、画像形成装置１００の外部の環境温度を検知するための環境温度センサ１０１を設けたが、第１の実施形態における検温素子２９に置き換えて、環境温度の多寡で回転開始から定常状態に至る所定時間を変更するようにしても良い。あるいは、環境温度センサ１０１と検温素子２９と併用し、検知される環境温度に基づいて、回転開始から定常状態に至る所定時間を変更するようにしても良い。
【００７３】
（変形例５）
第２の実施形態では、回転速度制御方法の異なる２つの環境温度範囲（１７℃未満と１７℃以上）を設けたが、１７℃以外の環境温度で分けても構わないし、３つ以上の環境温度範囲があっても構わない。
【００７４】
また、回転速度制御方法に環境温度以外の要素（例えば、プリントジョブの履歴）を用いても構わない。この要素は、定着器１１の温度（すなわち、オーバーコート層３２、ステー２１との間のグリースの温度）を反映している。そのためＬＬ環境であっても、これらの要素からグリースが高温度で低粘度であると判断できれば、定着器１１の回転駆動開始後から全速の回転速度になるまでの時間を短くして構わない。
【００７５】
（変形例６）
また、本実施形態ではＦＰＯＴを全ての環境温度で１０ｓｅｃとしたが、これ以外の時間であっても構わないし、環境温度によって異なるＦＰＯＴであっても構わない。例えば、１７℃未満の環境でＦＰＯＴを１０ｓｅｃよりも長くすることで、フィルム２２の表面温度を均一な温度分布とさせて、画像ムラを目立たなくし定着性が良好となるように回転制御しても構わない。
【符号の説明】
【００７６】
２２・・定着フィルム、２３・・加熱体（ヒータ）、２４・・加圧ローラ、２５・・定着器回転制御手段、２６・・モータ、２９・・検温素子、１０１・・環境温度センサ、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材
【図１】
2013105080.tif 000005
【図８】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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