(57)【要約】【課題】待機時における定着ローラの表面温度の均一化を従来よりも低い消費電力で実現することのできる定着装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】定着ローラ５１における加熱部Ｒ１及び非加熱部Ｒ２の温度差が予め設定された上限温度差以上に達した場合に，前記定着ローラ５１の内部に配置された加熱ヒータ５２を，該定着ローラ５１と独立して９０°回転させるように構成されている。これにより，前記加熱ヒータ５２内の磁性体コア７２の向きが変化して，前記定着ローラ５１における加熱部Ｒ１及び非加熱部Ｒ２の位置が変化するため，該定着ローラ５１の表面温度の均一化が図られる。【選択図】図３
2009251041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなる定着ローラの内部に配置され，前記定着ローラの周方向の一部に磁束を作用させることにより該定着ローラを加熱する誘導加熱手段と，
前記誘導加熱手段によって加熱される前記定着ローラの周方向の一部と該定着ローラの周方向の他の部位との温度差が予め設定された上限温度差以上であるか否かを判定する温度差判定手段と，
当該定着装置の待機時における前記定着ローラの温度を予め設定された余熱温度に維持するべく前記誘導加熱手段による加熱動作を制御する余熱制御手段と，
を備えてなる定着装置であって，
前記誘導加熱手段を前記定着ローラと独立して回転させる回転手段と，
前記温度差判定手段により前記温度差が前記上限温度差以上に達したと判定された場合に，前記回転手段によって前記誘導加熱手段を回転させる回転制御手段と，
を備えてなることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記誘導加熱手段が，前記定着ローラの長手方向の各部位における直径方向の断面において一つの直径方向上で前記定着ローラに近接するように配置された磁性体コアと，前記磁性体コアに巻かれた電磁コイルとを少なくとも有してなり，前記定着ローラの周方向の前記磁性体コアが近接する部位を加熱するものである請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記誘導加熱手段が，前記定着ローラの長手方向に長尺状に形成された断面矩形状の鉄心を有してなり，
前記磁性体コアが，前記鉄心の長手方向に亘って該鉄心における二組の対向面に交互に配置されてなる請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記回転制御手段が，前記温度差判定手段より前記温度差が前記上限温度差以上に達したと判定された場合に，前記回転手段によって前記誘導加熱手段を９０°回転させるものである請求項２又は３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記定着ローラの周方向の一部の温度を検出する温度センサを更に備えてなり，
前記温度差判定手段が，前記温度センサによる検出温度の上昇及び／又は低下の傾きが予め定められた上限値以上或いは下限値以下である場合に，前記温度差が前記上限温度差以上であると判断する請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
磁性材料からなる定着ローラの内部に配置され，前記定着ローラの周方向の一部に磁束を作用させることにより該定着ローラを加熱する誘導加熱手段を有する定着装置と，
前記誘導加熱手段によって加熱される前記定着ローラの周方向の一部と該定着ローラの周方向の他の部位との温度差が予め設定された上限温度差以上であるか否かを判定する温度差判定手段と，
前記定着装置の待機時における前記定着ローラの温度を予め設定された余熱温度に維持するべく前記誘導加熱手段による加熱動作を制御する余熱制御手段と，
を備えてなる画像形成装置であって，
前記誘導加熱手段を前記定着ローラと独立して回転させる回転手段と，
前記温度差判定手段により前記温度差が前記上限温度差以上に達したと判定された場合に，前記回転手段によって前記誘導加熱手段を回転させる回転制御手段と，
を備えてな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，電磁誘導加熱方式で定着ローラを加熱する定着装置及びこれを備える画像形成装置に関し，特に，待機時に定着ローラの表面温度を均一に維持するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ装置や複写機，ファクシミリ装置，これらの複合機などの画像形成装置に，定着ローラを電磁誘導によって加熱する電磁誘導加熱方式の定着装置が用いられることがある。
具体的には，磁性材料からなる中空の定着ローラの内部に電磁コイルを配置しておき，その電磁コイルに交流電流を流すことによって，該電磁コイルから定着ローラに磁束を発生させる。これにより，定着ローラでは，電磁コイルから作用する磁束（磁界）によって渦電流（誘導電流）が発生し，発熱することになる。
ところで，従来から，画像形成装置の待機時における定着ローラの表面温度を，定着温度よりも低い予め設定された余熱温度に維持することで，次に画像形成処理が要求されたときのファーストプリント時間を短縮することが知られている（例えば，特許文献１参照）。ここで，待機時とは，一般に省エネモードやスタンバイモードなどと称される状態をいい，定着ローラの加熱を完全に停止する状態とは区別するものとする。
また，特許文献１には，待機時に定着ローラの表面に生じる温度分布を解消するための技術が開示されている。具体的には，定着ローラの周方向の異なる位置に設けられた二つの温度センサの温度差が一定値以上になった場合に，定着ローラを回転させることで温度分布を解消させている。
【特許文献１】特開２００１−９２２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，画像形成装置において，定着ローラには該定着ローラに従動する加圧ローラが圧接されているため，その状態で定着ローラを回転させるためには，その都度，該定着ローラに圧接された加圧ローラをも回転させるに足りる高トルクが必要になり，定着ローラを駆動する駆動モータにおいて大きな電力消費が生じることになる。特に，このような消費電力の問題は，定着ローラの温度の均一性を高めるべく該定着ローラを頻繁に回転させるほど顕著となる。
また，画像形成装置では，用紙搬送ローラや感光体ドラムなどの他のローラ部材を回転させるための駆動モータを，定着ローラの駆動系として兼用することも考えられる。このような構成では，定着ローラを駆動させるために，その他のローラをも同時に駆動することになり，その駆動モータにおいて大きな電力消費が生じることになる。更に，画像形成装置の待機時に複数のローラが回転すると，その騒音によりユーザに不快感を与えるおそれもある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，待機時における定着ローラの表面温度の均一化を従来よりも低い消費電力で実現することのできる定着装置及び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】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，磁性材料からなる定着ローラの内部に配置され，前記定着ローラの周方向の一部に磁束を作用させることにより該定着ローラを加熱する誘導加熱手段と，前記誘導加熱手段によって加熱される前記定着ローラの周方向の一部と該定着ローラの周方向の他の部位との温度差が予め設定された上限温度差以上であるか否かを判定する温度差判定手段と，当該定着装置の待機時における前記定着ローラの温度を予め設定された余熱温度に維持するべく前記誘導加熱手段による加熱動作を制御する余熱制御手段とを備えてなる定着装置に適用されるものであって，前記誘導加熱手段を前記定着ローラと独立して回転させる回転手段と，前記温度差判定手段により前記温度差が前記上限温度差以上に達したと判定された場合に，前記回転手段によって前記誘導加熱手段を回転させる回転制御手段とを備えてなることを特徴とする定着装置として構成される。
このように構成された前記定着装置では，前記定着ローラを回転させることなく，前記誘導加熱手段だけを回転させることによって，前記定着ローラの表面温度の均一化を実現することができる。そして，このとき前記誘導加熱手段の回転に必要な駆動モータの消費電力は，前記定着ローラとその定着ローラに圧接された加圧ローラや，前記定着ローラと駆動系が同じ他のローラをも回転させる場合に比べて小さくすることができるため，省電力の観点から好適である。
【０００５】
具体的に，本発明は，前記誘導加熱手段が，前記定着ローラの長手方向の各部位における直径方向の断面において一つの直径方向上で前記定着ローラに近接するように配置された磁性体コアと，前記磁性体コアに巻かれた電磁コイルとを少なくとも有してなり，前記定着ローラの周方向の前記磁性体コアが近接する部位を加熱するものである定着装置に好適である。
例えば，前記誘導加熱手段が，前記定着ローラの長手方向に長尺状に形成された断面矩形状の鉄心を有するものであって，前記磁性体コアが，前記鉄心の長手方向に亘って該鉄心における二組の対向面に交互に配置される構成が想定される。
このように構成された定着装置では，前記定着ローラの長手方向の各部位における直径方向の断面において一つの直径方向上の部位だけが加熱されることになるため，前記誘導加熱手段を適宜回転させることで，前記定着ローラの周方向における表面温度の均一化を図ることができる。より具体的には，前記回転制御手段が，前記温度差判定手段より前記温度差が前記上限温度差以上に達したと判定された場合に，前記回転手段によって前記誘導加熱手段を９０°回転させるものであることが考えられる。これにより，前記定着ローラの直径方向の直交する二つの部位を交互に加熱することができ，該定着ローラの表面温度を均一に維持することができる。
また，前記温度差判定手段は，前記定着ローラの周方向の一部の温度を検出する温度センサによる検出温度の上昇及び／又は低下の傾きが予め定められた上限値以上或いは下限値以下である場合に，前記温度差が前記上限温度差以上であると判断するものであることが考えられる。この場合には，従来（例えば，特許文献１参照）のように，二つの温度センサを設ける必要が無く，一つの温度センサによって本発明を具現することができる。
【０００６】
ところで，本発明は，画像形成装置の発明として捉えることもできる。
即ち，磁性材料からなる定着ローラの内部に配置され，前記定着ローラの周方向の一部に磁束を作用させることにより該定着ローラを加熱する誘導加熱手段を有する定着装置と，前記誘導加熱手段によって加熱される前記定着ローラの周方向の一部と該定着ローラの周方向の他の部位との温度差が予め設定された上限温度差以上であるか否かを判定する温度差判定手段と，前記定着装置の待機時における前記定着ローラの温度を予め設定された余熱温度に維持するべく前記誘導加熱手段による加熱動作を制御する余熱制御手段とを備えてなる画像形成装置であって，前記誘導加熱手段を前記定着ローラと独立して回転させる回転手段と，前記温度差判定手段により前記温度差が前記上限温度差以上に達したと判定された場合に，前記回転手段によって前記誘導加熱手段を回転させる回転制御手段とを備えてなることを特徴とする画像形成装置として捉えることができる。
このように構成された画像形成装置では，前述した本発明に係る定着装置と同様に，待機時における定着ローラの表面温度の均一化を従来よりも低い消費電力で実現することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば，前記定着ローラを回転させることなく，前記誘導加熱手段だけを回転させることによって，前記定着ローラの表面温度の均一化を実現することができる。そして，このとき前記誘導加熱手段の回転に必要な駆動モータの消費電力は，前記定着ローラとその定着ローラに圧接された加圧ローラや，前記定着ローラと駆動系が同じ他のローラをも回転させる場合に比べて小さくすることができるため，省電力の観点から好適である。
また，前記定着ローラの周方向の一部の温度を検出する温度センサによる検出温度の上昇及び／又は低下の傾きが予め定められた上限値以上或いは下限値以下である場合に，前記温度差が前記上限温度差以上であると判断すれば，一つの温度センサによって本発明を具現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成を示すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る定着装置５の概略構成を示す模式図，図３及び図４は前記定着装置５の内部構成を説明するための模式図，図５は前記複写機Ｘで実行されるヒータ回転制御処理の手順の一例を説明するフローチャートである。
本実施の形態で説明する複写機Ｘは，本発明に係る画像形成装置の一例に過ぎず，例えばプリンタ装置やファクシミリ装置，複合機なども本発明に係る画像形成装置に該当する。
【０００９】
まず，図１を用いて本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，複写機Ｘは，当該複写機Ｘにおいて各種の情報の表示や入力操作を行う液晶ディスプレイ，タッチパネルなどの操作表示部１と，原稿台やＡＤＦ（自動搬送装置）にセットされた原稿の画像を読み取る画像読取部２と，前記画像読取部２で読み取られた原稿の画像データや，ＬＡＮ等の通信網を介して接続された図外の情報処理装置から入力された原稿の画像データに対して各種の画像処理を施す画像処理部３と，感光体ドラムや帯電器，現像装置，ＬＳＵなどを有してなり，前記画像処理部３から入力された原稿の画像データに基づいて用紙にトナー像（現像剤）を形成する画像形成部４と，前記画像形成部４によって用紙に形成されたトナー像をその用紙に溶融定着させる定着装置５と，ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等の周辺装置からなり前記ＲＯＭに格納された所定のプログラムに従った処理を実行することにより当該複写機Ｘを統括的に制御する制御部６とを備えて概略構成されている。
また，前記複写機Ｘは，他にも一般的な電子写真方式の複写機が有する各種の構成要素を有しているが，ここでは説明を省略する。本発明の実施の形態に係る前記複写機Ｘは，前記定着装置５に関する構成に特徴を有している。
【００１０】
ここに，図２（ａ）は前記定着装置５を側方から見た図，図２（ｂ）は前記定着装置５を上方から見た図である。
図２に示すように，前記定着装置５は，中空円筒状に形成された磁性材料からなる定着ローラ５１と，前記定着ローラ５１に圧接された加圧ローラ５１ａと，前記定着ローラ５１の内部に配置され該定着ローラ５１を電磁誘導方式で加熱する加熱ヒータ５２（誘導加熱手段の一例）と，前記定着ローラ５１の長手方向の略中央部において該定着ローラ５１の外周の異なる位置の温度を検出する温度センサ５３，５４とを備えて概略構成されている。
前記定着ローラ５１は，不図示のステッピングモータなどの駆動モータ（以下「定着モータ」という）に連結され，回動可能に支持されており，前記制御部６によって前記定着モータが駆動されることにより回転する。前記加圧ローラ５１ａは，不図示のバネ部材などによって付勢されて前記定着ローラ５１に圧接されており，該定着ローラ５１の回転に従動して回転する。
前記定着装置５では，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が予め定められた定着温度（例えば２００℃程度）まで加熱され，該定着ローラ５１及び前記加圧ローラ５１ａが，前記画像形成部４でトナー像が転写されて用紙搬送路５０上に搬送される用紙を圧接しながら回転することにより該用紙にトナー像が溶融定着される。
【００１１】
前記温度センサ５３及び前記温度センサ５４は，前記定着ローラ５１の長径方向上で９０°異なる位置に配置され，各々の位置において前記定着ローラ５１の周方向の一部の表面温度を検出し，その検出温度を前記制御部６に入力する。
なお，前記温度センサ５３，５４は，一方が前記定着ローラ５１の長手方向の略中央部，他方が前記定着ローラ５１の長手方向の端部に配置されたものであってもよく，その場合，前記温度センサ５３，５４は，前記加熱ヒータ５２によって加熱される前記定着ローラ５１における後述の加熱部Ｒ１及び非加熱部Ｒ１の温度を検出することができるように配置すればよい。
そして，前記制御部６は，前記温度センサ５３及び前記温度センサ５４から入力される検出温度に従って，前記加熱ヒータ５２の加熱動作を制御することによって，前記定着ローラ５１の温度制御を行う。例えば，前記複写機Ｘにおいて画像形成処理が実行される場合，前記制御部６は，前記定着ローラ５１を回転させると共に，前記温度センサ５３及び前記温度センサ５４の検出温度に基づいて前記加熱ヒータ５２による前記定着ローラ５１の加熱の有無を制御することにより，該定着ローラ５１が前記定着温度になるように制御を行う。
【００１２】
ここで，図３及び図４を用いて，前記加熱ヒータ５２の構造について説明する。ここに，図３及び図４の（ａ）は上方から見た前記定着ローラ５１の内部構造を示す模式図，（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図，（ｃ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。
まず，図３に示すように，前記加熱ヒータ５２は，前記定着ローラ５１の長手方向に長尺状に形成された断面矩形状の鉄心７１，前記鉄心７１の外周に配置された複数の磁性体コア７２，及び前記磁性体コア７２に巻き付けられた複数の電磁コイル７３などを備えている。
前記磁性体コア７２は，前記鉄心７１の長手方向に亘って該鉄心７１における二組の対向面に交互に配置されている。即ち，前記加熱ヒータ５２では，前記定着ローラ５１の長手方向の各部位における直径方向の断面（図３（ｂ），（ｃ）参照）において一つの直径方向上で前記定着ローラ５１に近接するように二つの前記磁性体コア７２が配置されている。
前記電磁コイル７３は，前記鉄心７１の対向面に配置された二つの前記磁性体コア７２毎にコイル状に巻かれた銅線などである。また，複数の前記電磁コイル７３各々は直列接続されており，該電磁コイル７３に交流電流を流すためのインバータ回路などを含む不図示の電源回路に接続されている。
【００１３】
このように構成された前記加熱ヒータ５２では，前記制御部６からの指示に基づいて前記電源回路（不図示）から前記電磁コイル７３に交流電流が流されると，該電磁コイル７３各々で磁束が発生する。
そして，前記電磁コイル７３各々で発生した磁束は，前記磁性体コア７２によって前記定着ローラ５１に導かれる。これにより，前記定着ローラ５１では，前記磁性体コア７２によって導かれた磁束によって渦電流（誘導電流）が発生し，該過電流の発生部位が発熱することになる。
【００１４】
具体的に，前記加熱ヒータ５２は，前記定着ローラ５１の長手方向の各部位における断面（図３（ｂ），（ｃ）参照）において，前記定着ローラ５１の前記磁性体コア７２が近接する部位Ｒ１（以下「加熱部Ｒ１」という）のみが加熱される。なお，このとき前記電磁コイル７３で発生した磁束は，前記定着ローラ５１の前記磁性体コア７２が近接しない部位にも直接作用することが考えられるが，その磁束は前記磁性体コア７２によって導かれる磁束に比べて非常に小さいため，本実施の形態ではその磁束による加熱を考慮しないものとする。
従って，前記定着ローラ５１の前記磁性体コア７２が近接しない部位は，前記加熱ヒータ５２によって直接加熱されるのではなく，前記定着ローラ５１における加熱部Ｒ１が加熱されることにより，その加熱物Ｒ１からの熱伝達によって加熱されることになる。以下では，前記定着ローラ５１の周部において前記加熱部Ｒ１から９０°ずれた部位Ｒ２を非加熱部Ｒ２という。
このように，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１の周部の一部の加熱部Ｒ１だけが加熱される構成では，前記加熱ヒータ５２と前記定着ローラ５１との位置関係に変化がなければ，前記加熱部Ｒ１と前記非加熱部Ｒ２との間に温度差（温度分布）が生じることになる。
【００１５】
ところで，前記複写機Ｘにおいては，前記定着装置５において定着動作が行われていない状態や，前記複写機Ｘにおいて画像形成処理が行われていない状態など，一般に省エネモードやスタンバイモードと称される状態（以下「待機時」という）から，次の画像形成要求がなされたときのファーストコピー時間を短縮するために，その待機時の前記定着ローラ５１の温度を予め設定された余熱温度で均一化しておくことが望ましい。
しかしながら，待機時には，前記定着ローラ５１の回転が停止されるため，該定着ローラ５１の表面温度を均一化することができないという問題が生じる。そのため，従来では（例えば特許文献１参照），待機時に前記定着ローラ５１の周部に温度差が生じた場合に，前記定着ローラ５１を回転させて該定着ローラ５１の表面温度の均一化が図られることがあった。
但し，前述したように，前記定着ローラ５１を回転させるためには，前記加圧ローラ５１ａをも回転させる高トルクが必要となるため，その待機時の前記定着ローラ５１を余熱状態に維持するために要する電力消費が大きくなるという問題があった。
そこで，本発明の実施の形態に係る前記複写機Ｘでは，前記定着装置５において，待機時の前記定着ローラ５１の表面温度の均一化を，従来よりも小さい電力消費で実現し得る構成を採用している。以下，この点について詳説する。
【００１６】
前記定着装置５では，前記加熱ヒータ５２の鉄心７１が回転軸７１ａ（図３（ａ）参照）によって回転可能に軸支されており，該鉄心７１に回転力を伝達する不図示のステッピングモータなどの駆動モータ（回転手段に相当，以下「ヒータモータ」という）が設けられている。このヒータモータは，前記定着ローラ５１を回転駆動する定着モータとは別の駆動系であって，前記鉄心７１に回転力を伝達することにより，前記加熱ヒータ５２を前記定着ローラ５１と独立して回転させるものである。
従って，前記定着装置５２では，前記定着ローラ５１の回転が停止された状態であっても，前記ヒータモータによって前記加熱ヒータ５２を回転させることにより，前記定着ローラ５１と前記加熱ヒータ５２との相対位置関係を変更することが可能である。なお，前記ヒータモータの駆動は，前記制御部６によって制御され，例えば前記制御部６は，前記ヒータモータのステップ数や駆動時間によって前記加熱ヒータ５２の回転角を制御する。
【００１７】
具体的に，前記制御部６は，前記ヒータモータを制御することにより，前記加熱ヒータ５２を９０°づつ回転させる。このとき，前記加熱ヒータ５２は，左右のいずれか一方に９０°づつ回転されるものであってもよく，或いは左右に９０°往復回転するものであってもよい。
ここで，本実施の形態では，前記加熱ヒータ５２の初期位置が，図３（ｂ）に示すように前記磁性体コア７２が近接する加熱部Ｒ１が前記温度センサ５３を向く位置であるとする。
そして，前記定着装置５では，前記制御部６によって前記ヒータモータが制御されることにより前記加熱ヒータ５２が９０°回転されると，前記定着ローラ５１の加熱部Ｒ１及び非加熱部Ｒ２の位置が，該定着ローラ５１の周部において９０°ずれることになる。
ここに，図４は，図３の状態から前記加熱ヒータ５２が９０°回転された状態を示している。図４に示すように，前記加熱ヒータ５２が９０°回転されると，前記加熱ヒータ５２における磁性体コア７２の向きが９０°変化するため，該磁性体コア７２によって加熱される前記定着ローラ５１の加熱部Ｒ１が前記温度センサ５４を向くことになり，該磁性体コア７２が近接していない前記非加熱部Ｒ２が前記温度センサ５３を向くことになる。
【００１８】
以下，図５のフローチャートに従って，前記複写機Ｘにおいて前記制御部６によって実行されるヒータ回転制御処理の手順の一例について説明する。ここに，図５のフローチャートに示すＳ１，Ｓ２，…は処理手順（ステップ）番号を表している。
なお，当該ヒータ回転制御処理は，前記複写機Ｘにおいて画像形成動作が要求された場合や，前記定着ローラ５１が余熱状態に移行してから所定時間が経過した場合などに終了される。
ここで，前記加熱ヒータ５２の初期位置は，前述したように，図３（ｂ）に示すように前記磁性体コア７２が近接する加熱部Ｒ１が前記温度センサ５３を向く位置であるとする。
【００１９】
ステップＳ１では，前記制御部６によって，前記定着ローラ５１を前記余熱温度に維持するための余熱制御を開始するか否かが判断される。具体的に，前記制御部６は，前記複写機Ｘの電源が投入された場合や，前記複写機Ｘにおいて画像形成動作が終了してから所定時間が経過した場合などに，前記定着ローラ５１の余熱制御の開始タイミングであると判断する。
ここで，前記定着ローラ５１の余熱制御の開始タイミングであると判断されると（Ｓ１のＹｅｓ側），処理はステップＳ２に移行し，前記定着ローラ５１の余熱制御を開始しないと判断されている間は（Ｓ１のＮｏ側），当該ステップＳ１の判断処理が適宜繰り返して実行される。なお，既に前記定着ローラ５１の余熱制御が開始されている場合には，その状態を継続したまま処理はステップＳ２に移行する。
【００２０】
そして，ステップＳ２〜Ｓ５において，前記制御部６は，前記温度センサ５３の検出温度が，予め設定された加熱開始温度Ｔ１以上且つ予め設定された加熱停止温度Ｔ２以下の余熱温度に維持されるように，前記加熱ヒータ５２による加熱動作を制御し，前記定着ローラ５１を余熱温度に維持するための余熱制御を実行する。ここに，係る制御処理を実行するときの前記制御部６が余熱制御手段に相当する。
まず，ステップＳ２では，前記温度センサ５３による検出温度が前記加熱開始温度Ｔ１以下であるか否かが前記制御部６によって判断される。ここで，前記検出温度≦前記加熱開始温度Ｔ１であると判断されると（Ｓ２のＹｅｓ側），処理はステップＳ３に移行するが，前記検出温度＞前記加熱開始温度Ｔ１であると判断されると，処理はステップＳ３を経由せず後述のステップＳ４に移行する。
ステップＳ３では，前記制御部６によって前記加熱ヒータ５２が稼働され，該加熱ヒータ５２による前記定着ローラ５１の加熱動作が開始される。具体的には，前記制御部６によって不図示の電源回路が制御されることによって前記加熱ヒータ５２の電磁コイル７３に交流電流が供給される。なお，既に前記加熱ヒータ５２が稼働して前記定着ローラ５１の加熱が行われている場合にはその状態が継続される。
【００２１】
一方，ステップＳ４では，前記温度センサ５３による検出温度が前記加熱停止温度Ｔ２以上であるか否かが前記制御部６によって判断される。
ここで，前記検出温度≧前記加熱停止温度Ｔ２であると判断されると（Ｓ４のＹｅｓ側），処理はステップＳ５に移行するが，前記検出温度＜前記加熱停止温度Ｔ２であると判断されると，処理はステップＳ５を経由せず後述のステップＳ６に移行する。
ステップＳ５では，前記制御部６によって前記加熱ヒータ５２の稼働が停止され，該加熱ヒータ５２による前記定着ローラ５１の加熱動作が停止される。
【００２２】
ところで，前述したように，前記定着ローラ５１及び前記加熱ヒータ５２が共に停止された状態では，前記定着ローラ５１の長手方向の各部位における断面（図３（ｂ），（ｃ）参照）で見ると，該定着ローラ５１の周方向の一部である前記加熱部Ｒ１だけが前記加熱ヒータ５２によって加熱されることになる。これに対し，前記定着ローラ５１の周方向の他の部位である前記非加熱部Ｒ２は前記加熱ヒータ５２によって直接は加熱されない。
そのため，前記定着ローラ５１の表面では，前記加熱部Ｒ１と前記非加熱部Ｒ２とに温度差が生じることになる。この温度差が大きくなれば，前記複写機Ｘにおいて次の画像形成処理が要求されたときに前記定着装置５が定着動作可能となるまでの待ち時間が長くなり，ファーストプリント時間が遅くなることになる。
そこで，前記制御部６は，当該ヒータ回転制御処理において，後述のステップＳ６及びステップＳ７の処理を実行することにより，待機時における前記定着ローラ５１の表面温度の均一化を図っている。
【００２３】
まず，前記制御部６は，ステップＳ６において，前記定着ローラ５１における前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が，予め設定された上限温度差以上であるか否かを判定する。ここに，係る判定処理を実行するときの前記制御部６が温度差判定手段に相当する。なお，前記定着装置５がＭＰＵやＡＳＩＣなどの制御部（不図示）を有する場合には，その制御部によって同様の処理が実行されてもよく，この場合，その制御部が回転制御手段に相当する。
具体的に，前記制御部６は，前記温度センサ５３及び前記温度センサ５４の検出温度の差を算出し，該温度差が前記上限温度差以上であるか否かを判定する。
ここに，前記上限温度差は，前記複写機Ｘにおいて画像形成処理が要求されたときの復帰時間，即ち前記定着ローラ５１の表面温度が定着温度に均一化されるまでの時間を左右するものとなる。例えば，前記上限温度差は，所望の復帰時間が実現し得るように予め実験やシミュレーションなどを行うことによって得られた結果に基づいて設定しておけばよい。
そして，当該ステップＳ６において，前記定着ローラ５１における前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が前記上限温度差以上であると判断された場合には（Ｓ６のＹｅｓ側），処理はステップＳ７に移行する。なお，前記定着ローラ５１の前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が前記上限温度差以上ではないと判断された場合には（Ｓ６のＮｏ側），処理はステップＳ７を経由せず前記ステップＳ１に戻される。
【００２４】
一方，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が前記上限温度差以上であると判断された場合，続くステップＳ７では，前記制御部６は，前記ヒータモータ（不図示）を駆動させて前記鉄心７１を回転させることにより，前記加熱ヒータ５２の向きを９０°回転させる。ここに，係る処理を実行するときの前記制御部６が回転制御手段に相当する。また，前記定着装置５が有する制御部（不図示）によって同様の処理が実行されてもよく，この場合，その制御部が回転制御手段に相当する。
なお，このとき前記定着装置５では，前記加熱ヒータ５２が前記定着ローラ５１とは独立して回転されることになる。従って，前述したように，前記定着ローラ５１を回転させることで該定着ローラ５１の表面温度の均一化を図る場合に比べて電力消費を低減することが可能である。
そして，前記定着装置５では，前記加熱ヒータ５２が９０°回転されると，図４に示すように，前記定着ローラ５１の長手方向における各部位の断面（図４（ｂ），（ｃ）参照）で見たとき，前記磁性体コア７２の向きが９０°変化する。即ち，図３の状態とは前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の位置が入れ替わる。従って，その後は，それまで加熱されていなかった部位が加熱されることになり，前記定着ローラ５１の表面温度の均一化が図られる。
このとき，一度前記加熱ヒータ５２が９０°回転された後は，予め定められた所定時間が経過するまでは，前記ステップＳ６，７を実行しないこと，即ち前記加熱ヒータ５２を回転させないように処理することが望ましい。これにより，前記加熱ヒータ５２が回転した直後に再度回転するという問題は解消される。
【００２５】
なお，本実施の形態では，前記加熱ヒータ５２を９０°づつ回転させる場合を例に挙げて説明したが，該加熱ヒータ５２を連続的或いは断続的に，又は９０°よりも小さい角度ごとに回転させることも他の実施例として考えられる。但し，前記ヒータモータの駆動量及び駆動頻度をできるだけ小さくするためには，本実施の形態で説明したように前記加熱ヒータ５２を９０°づつ回転させることが望ましい。
このように，前記定着装置５では，前記定着ローラ５１における加熱部Ｒ１及び非加熱部Ｒ２の温度差が前記上限温度差以上である場合に，前記加熱ヒータ５２を回転させることによって，前記定着ローラ５１の表面温度を均一化している。従って，従来のように前記加熱ヒータ５２を回転させるよりも高い回転トルクが必要な前記定着ローラ５１を回転させていた場合に比べて，待機時の消費電力を省減することができる。
【実施例】
【００２６】
前記実施の形態では，前記ステップＳ６において，前記温度センサ５３及び前記温度センサ５４による検出温度の差に基づいて，前記定着ローラ５１の周方向における加熱部Ｒ１及び非加熱部Ｒ２の温度差が上限温度差以上であるか否かを判定する場合を例に挙げて説明した。
本実施例では，図６及び図７を用いて，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が前記上限温度差以上であるか否かを判定するための他の手法について説明する。ここに，図６及び図７は前記定着ローラ５１及び前記加熱ヒータ５２の相対位置と検出温度の傾きとの関係を説明するための図である。なお，前記実施の形態で説明した前記複写機Ｘの構成要素と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
具体的に，本実施例では，一つの温度センサ５３による検出温度の傾きに基づいて，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が前記上限温度差以上であるか否かを判定することにより，前記温度センサ５４の設置を省略して前記ヒータ回転制御処理を実現することのできる構成について説明する。なお，以下で説明する前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度の高低は，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の相対的な温度の高低を言うものとする。
【００２７】
ここに，図６（ａ）は，前記磁性体コア７２が前記温度センサ５３近傍に位置している場合，即ち前記定着ローラ５１の加熱部Ｒ１が前記温度センサ５３近傍に位置している場合であって，該加熱部Ｒ１の温度が高く，前記非加熱部Ｒ２の温度が低い状態を示している。
この状態で，前記余熱温度制御（Ｓ２〜Ｓ５）が実行されると，図６（ｂ）に示すように，前記温度センサ５３による検出温度が急な傾きで変化することになる。
具体的に，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が加熱されるときには，高温の加熱部Ｒ１が更に加熱されるため該加熱部Ｒ１の温度が上昇しやすく，前記温度センサ５３による検出温度の上昇の傾きが急になる。また，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が加熱されないときには，高温の加熱部Ｒ１から低温の非加熱部Ｒ２に急な熱伝達が行われるため該加熱部Ｒ１が冷めやすく，前記温度センサ５３による検出温度の低下の傾きが急になる。
【００２８】
これに対し，図６（ｃ）は，前記加熱ヒータ５２の向きは図６（ａ）と同じであるが，前記定着ローラ５１における温度分布が異なっている。具体的には，前記定着ローラ５１における加熱部Ｒ１の温度が低く，前記非加熱部Ｒ２の温度が高い状態を示している。
この状態で，前記余熱温度制御（Ｓ２〜Ｓ５）が実行されると，図６（ｄ）に示すように，前記温度センサ５３による検出温度は，図６（ｂ）に示した場合に比べて緩やかな傾きで変化することになる。
具体的に，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が加熱されるときには，低温の前記加熱部Ｒ１が加熱されるため，該加熱部Ｒ１の温度が上昇しにくく，前記温度センサ５３による検出温度の上昇の傾きは，図６（ｂ）に示す場合に比べて緩やかになっている。
また，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が加熱されていないときには，前記加熱部Ｒ１から前記非加熱部Ｒ２に熱が伝達しにくいため該加熱部Ｒ１が冷めにくく，該加熱部Ｒ１の温度を検出する前記温度センサ５３による検出温度の低下の傾きは，図６（ｂ）に示す場合に比べて緩やかになっている。
【００２９】
一方，図７（ａ）は，前記定着ローラ５１の温度分布が図６（ａ）と同様であるが，前記加熱ヒータ５２における前記磁性体コア７２の向きが図６（ａ）に示す状態とは９０°異なっている。即ち，図７（ａ）に示す状態では，前記定着ローラ５１の非加熱部Ｒ２が前記温度センサ５３近傍に位置する状態を示している。
この状態で，前記余熱温度制御（Ｓ２〜Ｓ５）が実行されると，図７（ｃ）に示すように，前記温度センサ５３による検出温度は，図６（ｂ）に示した場合に比べて緩やかな傾きで変化することになる。
具体的に，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が加熱されるときには，前記温度センサ５３から離れた低温の加熱部Ｒ１が加熱され，前記非加熱部Ｒ２はその加熱部Ｒ１からの熱伝達によって加熱されるため温度が上昇しにくく，前記温度センサ５３による検出温度の上昇の傾きは，図６（ｂ）に示す場合に比べて緩やかになる。
また，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が加熱されていないときには，前記非加熱部Ｒ２から前記加熱部Ｒ１に熱が伝達しにくいため該非加熱部Ｒ２が冷めにくく，前記温度センサ５３による検出温度の低下の傾きは，図６（ｂ）に示す場合に比べて緩やかになっている。
【００３０】
更に，図７（ｂ）は，前記加熱ヒータ５２の向きは図７（ａ）と同じであるが，前記定着ローラ５１における温度分布が異なっている。具体的には，前記定着ローラ５１における加熱部Ｒ１の温度が高く，前記非加熱部Ｒ２の温度が低い状態を示している。
この状態で，前記余熱温度制御（Ｓ２〜Ｓ５）が実行されると，図７（ｄ）に示すように，前記温度センサ５３による検出温度は，図７（ｂ）に示した場合に比べて更に緩やかな傾きで変化することになる。
具体的に，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が加熱されるときには，前記温度センサ５３から離れた位置にある前記加熱部Ｒ１が加熱されることにより，徐々に前記非加熱部Ｒ２の温度が上昇することになるため，前記温度センサ５３による検出温度の上昇の傾きは，図７（ｂ）に示す場合に比べて更に緩やかになっている。
また，前記加熱ヒータ５２によって前記定着ローラ５１が加熱されていないときには，前記非加熱部Ｒ２から前記加熱部Ｒ１に熱が伝達しないため該非加熱部Ｒ２は冷めにくく，前記温度センサ５３による検出温度の低下の傾きは，図６（ｂ）に示す場合に比べて更に緩やかになっている。
【００３１】
以上，図６及び図７を用いて説明したように，前記定着装置５では，前記定着ローラ５１における加熱部Ｒ１及び非加熱部Ｒ２の温度差が生じると，前記温度センサ５３による検出温度の変化の傾きが急或いは緩やかになることがわかる。そして，その検出温度の傾きは前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が大きくなるほど急或いは緩やかとなる。
そこで，前記温度センサ５３による前記検出温度の変化の傾きについて，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が予め設定された上限温度差以上である場合に相当する上限値（傾きが急であると判断するための数値）及び下限値（傾きが緩やかであると判断するための数値）を設定し，前記制御部６などに設けられた所定の記憶メモリに記憶させておくことが考えられる。
【００３２】
これにより，前記制御部６は，前記温度センサ５３による検出温度の変化の傾きが，予め設定されて前記所定の記憶メモリに記憶された前記上限値以上或いは前記下限値以下であるか否かを判断することによって，前記定着ローラ５１における加熱部Ｒ１及び非加熱部Ｒ２の温度差が前記上限温度差以上であるか否かを判定することができる。ここに，係る判定処理を実行するときの前記制御部６が温度差判定手段に相当する。
なお，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が予め設定された上限温度差以上である場合に相当する前記検出温度の変化の傾きを絶対値で設定しておき，該傾きがその絶対値以上であるか否かによって判定することも他の実施例として考えられる。
【００３３】
従って，このような構成によれば，一つの前記温度センサ５３によって，前記温度差が前記上限温度以上であるか否かを判定し（Ｓ６），その判定結果に応じて前記加熱ヒータ５２の回転の有無を制御することができる（Ｓ７）。
具体的に，前記制御部６によって前記ヒータ回転制御処理が実行されると，前記定着装置５の状態は，図６（ａ）→図７（ａ）→図７（ｃ）→図６（ｃ）→図６（ａ）の順に繰り返し遷移することになり，前記定着ローラ５１の表面温度の均一化の維持が図られる。以下，各状態の遷移について説明する。なお，前記ステップＳ２〜Ｓ５における余熱制御も行われるが，ここではその説明は省略する。
まず，図７（ａ）の状態では，前記加熱部Ｒ１及び前記加熱部Ｒ２に温度差（加熱部Ｒ１：低，非加熱部Ｒ２：高）が生じているが，この状態で前記加熱ヒータ５２によって前記加熱部Ｒ１が加熱されると，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が徐々に縮まることになる。
そして，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差がなくなると，その後は徐々に前記加熱部Ｒ１の温度が前記非加熱部Ｒ２よりも高くなり，図７（ｃ）の状態に遷移する。
図７（ｃ）の状態では，前記温度センサ５３による検出温度の傾きが緩やかになるため，前記制御部６によって前記加熱ヒータ５２が９０°回転され，図６（ｃ）の状態に遷移する。この状態で前記加熱ヒータ５２によって前記加熱部Ｒ１が加熱されると，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差が徐々に縮まることになる。
そして，前記加熱部Ｒ１及び前記非加熱部Ｒ２の温度差がなくなると，その後は徐々に前記加熱部Ｒ１の温度が前記非加熱部Ｒ２よりも高くなり，図６（ａ）の状態に遷移する。
図６（ａ）の状態では，前記温度センサ５３による検出温度の傾きが急になるため，前記制御部６によって前記加熱ヒータ５２が９０°回転され，図７（ａ）の状態に遷移する。
以上の状態遷移が繰り返されることにより前記定着装置５では，前記定着ローラ５１の表面温度の均一化の維持が図られる。なお，前記実施形態と同様に，一度前記加熱ヒータ５２が９０°回転された後は，予め定められた所定時間が経過するまで前記加熱ヒータ５２を回転させないように処理することで，前記加熱ヒータ５２が回転した直後に再度回転することを防止することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置５の概略構成を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態に係る定着装置５の内部構成を説明するための模式図。
【図４】本発明の実施の形態に係る定着装置５の内部構成を説明するための模式図。
【図５】本発明の実施の形態に係る複写機Ｘで実行されるヒータ回転制御処理の手順の一例を説明するフローチャート。
【図６】定着ローラ５１及び加熱ヒータ５２の相対位置と検出温度の傾きとの関係を説明するための図。
【図７】定着ローラ５１及び加熱ヒータ５２の相対位置と検出温度の傾きとの関係を説明するための図。
【符号の説明】
【００３５】
１…操作表示部
２…画像読取部
３…画像処理部
４…画像形成部
５…定着装置
６…制御部
５０…用紙搬送路
５１…定着ローラ
５２…加熱ヒータ
５３，５４…温度センサ
７１…鉄心
７１ａ…回転軸
７２…磁性体コア
７３…電磁コイル
Ｘ…複写機
【図１】
2009251041.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009251041.tif 000007
【図６】
2009251041.tif 000008
【図７】
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