(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源から高周波電流の供給を受けて交番磁束を発生する磁束発生手段と、
記録材上の画像を加熱する発熱体であって、前記磁束発生手段から発生する交番磁束により発熱し、少なくとも一部が所定温度にキュリー温度を調整された整磁合金からなる発熱体と、
前記発熱体の記録材通紙部の温度を検知する第一温度検知手段と、前記発熱体の最大通紙幅域の外側の記録材非通紙部の温度を検知する第二温度検知手段と、
前記第一温度検知手段から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように前記高周波電源から前記磁束発生手段に供給する電力を制御して前記発熱体の温度制御を行う中央部温調モード及び前記第二温度検知手段から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように前記高周波電源から前記磁束発生手段に供給する電力を制御して前記発熱体の温度制御を行う端部温調モードを有する制御手段と、
を有し、前記制御手段は、装置のスタンバイ待機時において、前記第一温度検知手段が検知した温度と前記第二温度検知手段が検知した温度の差分に応じて、前記中央部温調モードと前記端部温調モードとを切り替えて前記発熱体の温度制御を行うことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
高周波電源から高周波電流の供給を受けて交番磁束を発生する磁束発生手段と、
記録材上の画像を加熱する発熱体であって、前記磁束発生手段から発生する交番磁束により発熱し、少なくとも一部が所定温度にキュリー温度を調整された整磁合金からなる発熱体と、
前記発熱体の記録材通紙部の温度を検知する第一温度検知手段と、前記発熱体の最大通紙幅域の外側の記録材非通紙部の温度を検知する第二温度検知手段と、
前記第一温度検知手段から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように前記高周波電源から前記磁束発生手段に供給する電力を制御して前記発熱体の温度制御を行う中央部温調モード及び前記第二温度検知手段から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように前記高周波電源から前記磁束発生手段に供給する電力を制御して前記発熱体の温度制御を行う端部温調モードを有する制御手段と、
を有し、前記制御手段は、装置のスタンバイ待機時において、前記第一温度検知手段が検知した温度と前記第二温度検知手段が検知した温度の温度変化率に応じて、前記中央部温調モードと前記端部温調モードとを切り替えて前記発熱体の温度制御を行うことを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
高周波電源から高周波電流の供給を受けて交番磁束を発生する磁束発生手段と、
記録材上の画像を加熱する発熱体であって、前記磁束発生手段から発生する交番磁束により発熱し、少なくとも一部が所定温度にキュリー温度を調整された整磁合金からなる発熱体と、
前記発熱体の記録材通紙部の温度を検知する第一温度検知手段と、前記発熱体の最大通紙幅域の外側の記録材非通紙部の温度を検知する第二温度検知手段と、
前記第一温度検知手段から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように前記高周波電源から前記磁束発生手段に供給する電力を制御して前記発熱体の温度制御を行う中央部温調モード及び前記第二温度検知手段から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように前記高周波電源から前記磁束発生手段に供給する電力を制御して前記発熱体の温度制御を行う端部温調モードを有する制御手段と、
を有し、前記制御手段は、装置のスタンバイ待機時において、スタンバイ設定温度がキュリー温度以上の場合、前記端部温調モードで前記発熱体の温度制御を行うことを特徴とする像加熱装置。
【請求項４】
前記高周波電源は、前記中央部温調モードで前記発熱体の温度制御するときの第一の周波数と、前記端部温調モードで前記発熱体の温度制御するときの第二の周波数を出力可能で、前記第一の周波数は前記第二の周波数よりも大きいことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記整磁合金のキュリー温度は、装置を構成する構成部材の耐熱温度よりも低いことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
記録材上の画像を加熱するジョブの実行中における前記発熱体の温度制御は前記中央部温調モードで行うことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の像加熱装置。
【請求項７】
記録材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、前記記録材上の未定着画像を加熱して定着させる定着手段とを有する画像形成装置であって、前記定着手段が請求項１から６の何れか一項に記載の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、電磁誘導方式の像加熱装置、および電磁誘導方式の像加熱装置を備える複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着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再加熱することで画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置（画像改質装置）等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置は、シート状の記録材（記録紙・転写材など）上に形成されたトナー画像を記録材上に定着する或いは加熱する像加熱装置を備える。
【０００４】
この像加熱装置は、加熱ローラ（定着ローラ）もしくはエンドレスの加熱ベルトである像加熱手段と、像加熱手段を加圧して、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧手段と、を有する。像加熱手段（以下、像加熱ローラと記す）は、発熱体によって内部または外部より直接もしくは間接的に加熱されて、表面温度が所定の定着温度に維持される。発熱体は、例えばハロゲンヒータや抵抗発熱体等が挙げられる。未定着のトナー画像が形成された記録材は、ニップ部で加熱されると共に加圧されて、未定着のトナー画像が記録材面に固着画像として定着される。
【０００５】
近年は、画像形成装置の省エネルギー化と、ウォームアップ時間の短縮といったユーザーの操作性向上の両立を図ることが重視されている。このことから像加熱ローラが直接発熱して発熱効率の高い電磁誘導加熱方式を用いた像加熱装置（以下、誘導像加熱装置と記す）が提案されている（特許文献１）。この誘導像加熱装置は、励磁コイルが発生する磁束の作用によって、金属導体からなる中空の像加熱ローラに誘導電流（渦電流）を発生させ、像加熱ローラ自体の表皮抵抗によって像加熱ローラそのものがジュール発熱する。そのため、この誘導像加熱装置によれば、ウォームアップ時間の短縮が可能となる。
【０００６】
また、このような誘導像加熱装置においては、印加する高周波電流の周波数、像加熱ローラの透磁率および固有抵抗値とから決定される表皮抵抗に比例した電力が発熱する。したがって、印加する高周波電流の周波数を制御することによって、像加熱ローラの発熱量を常に最適化することができ、装置の省エネルギー化を達成することが可能となる。
【０００７】
一方で、このような誘導像加熱装置にあっては、磁束により発熱する表皮深さがコイルに通電される周波数、像加熱ローラの固有抵抗値によって決められる。そのため、像加熱ローラの厚みが表皮深さよりも厚い場合には、発熱量は変わらないため、像加熱ローラの厚さが大きくなるほど、かえって発熱効率が低下してしまい、ウォームアップ時間短縮の効果を得ることが困難となる。
【０００８】
逆に像加熱ローラの厚さが表皮深さよりも薄いと、磁束が像加熱ローラを突き抜けてしまい、発熱量が少なくなるだけでなく、像加熱ローラ周辺の金属部材を加熱してしまう。したがって、像加熱ローラの厚さはおおよそ５０〜２０００μｍ程度が望ましい。
【０００９】
このような誘導像加熱装置においても、従来の像加熱装置と同様に小サイズの記録材を連続通紙すると、記録材が通過しない非通紙部領域の昇温（非通紙部昇温）が発生する。
【００１０】
この非通紙部昇温対策として、特許文献２に開示されるように、像加熱ローラに、キュリー温度が所定の定着温度に調整された整磁合金を用いた誘導像加熱装置が提案されている。一般に磁性材料は、加熱されて材料固有のキュリー温度を越えると自発磁化が消失する。そのため、所定条件下では表皮効果が低減する結果、発熱量が大幅に低減する。したがって、像加熱ローラの材料として、所定温度に調整されたキュリー温度を持つ整磁合金を用いることで、像加熱ローラは所定温度以上での温度上昇を小さくすることができる。そのため、上述の非通紙部昇温を改善することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−３３７８７号公報
【特許文献２】特開２０００−３９７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述したキュリー温度を所定温度に調整した整磁合金を用いた誘導像加熱装置において、ウォームアップ時間短縮の効果を得るために、像加熱ローラの厚さを薄くした場合、厚みが十分でないため、像加熱ローラ長手方向での熱移動が少ない。また、像加熱ローラ長手方向の両端部においては、中央部よりも放熱量が大きいために、通常サイズの記録材を定着させる場合や、定着動作を行わないスタンバイ状態において、中央部と比較して両端部の温度が低くなってしまう（以下、端部温度ダレと称す）。
【００１３】
その結果、端部と中央部での像加圧ローラの外径の差により記録材の搬送速度に差が生じ、記録材しわ（紙しわ）の発生や記録材を連続で定着させる場合や厚手の記録材への定着の場合に定着不良が発生してしまうという課題がある。また、キュリー温度を所定温度に調整した整磁合金を用いた誘導像加熱装置であって、温度制御手段によって像加熱ローラはキュリー温度よりも低い定着温度に維持される誘導像加熱装置においては、端部温度ダレはいっそう顕著となる。
【００１４】
そこで本発明の目的は、スタンバイ状態（待機モード）時の端部温度ダレを低減し、像加熱不良や記録材しわの発生をなくすことができる、電磁誘導加熱方式を用いた像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、高周波電源から高周波電流の供給を受けて交番磁束を発生する磁束発生手段と、記録材上の画像を加熱する発熱体であって、前記磁束発生手段から発生する交番磁束により発熱し、少なくとも一部が所定温度にキュリー温度を調整された整磁合金からなる発熱体と、前記発熱体の記録材通紙部の温度を検知する第一温度検知手段と、前記発熱体の最大通紙幅域の外側の記録材非通紙部の温度を検知する第二温度検知手段と、前記第一温度検知手段から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように前記高周波電源から前記磁束発生手段に供給する電力を制御して前記発熱体の温度制御を行う中央部温調モード及び前記第二温度検知手段から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように前記高周波電源から前記磁束発生手段に供給する電力を制御して前記発熱体の温度制御を行う端部温調モードを有する制御手段と、を有し、前記制御手段は、装置のスタンバイ待機時において、前記第一温度検知手段が検知した温度と前記第二温度検知手段が検知した温度の差分に応じて、前記中央部温調モードと前記端部温調モードとを切り替えて前記発熱体の温度制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
スタンバイ状態（待機モード）時の端部温度ダレを低減し、定着不良や紙しわの発生をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】図１の定着装置部分の拡大横断面模型図である。
【図３】定着装置の正面模型図である。
【図４】電磁誘導加熱原理を説明する図である。
【図５】キュリー材の透磁率の温度依存性を説明する図である。
【図６】表皮深さと芯金肉厚および発熱量を説明する図である。
【図７】キュリー材を用いた誘導加熱装置の力率の温度依存性を説明する図である。
【図８】スタンバイ状態（待機モード）の温度調整を説明するフローチャートである。
【図９】端部温調時と中央温調時の加熱ローラ長手方向の温度分布図である。
【図１０】実施例２におけるスタンバイ状態（待機モード）の温度調整を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
<実施例１>
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う電磁誘導加熱方式の像加熱装置を画像形成装置の定着装置として備えた画像形成装置の一例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセスを用いたレーザー走査露光方式のデジタル画像形成装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機等）である。
【００２０】
４１は像担持体としての回転ドラム型の感光体（感光ドラム）であり、矢印の方向に所定の周速度をもって回転する。一次帯電器４２は、感光ドラムをマイナスの所定の暗電位Ｖｄに一様に帯電する。４３は像露光手段であるレーザービームスキャナである。不図示の画像読取装置、コンピュータ等のホスト装置から入力されるデジタル画像信号に対応して変調されたレーザービームＬを出力し、前記の感光ドラム４１の一様帯電処理面を走査露光する。
【００２１】
この走査露光により、感光ドラム４１の露光部分は電位絶対値が小さくなって明電位Ｖｌとなり、感光ドラム４１面に画像信号に対応した静電潜像が形成される。静電潜像は現像器４４により、感光ドラム面の露光明電位Ｖｌ部にマイナスに帯電したトナーが付着することで、トナー画像として顕像化される。
【００２２】
一方、不図示の給紙トレイ上から給紙された記録材Ｐは、転写バイアスが印加された転写部材としての転写ローラ４５と感光ドラム４１とが圧接している転写部へ適切なタイミングをもって搬送される。そして、記録材Ｐの面に感光ドラム４１上のトナー画像ｔが順次転写される。本実施例の画像形成装置において、以上が記録材上に未定着画像を形成する画像形成手段である。
【００２３】
トナー画像ｔが形成された記録材Ｐは感光ドラム４１から分離されて記録材上の未定着画像を加熱して定着させる定着手段としての定着装置Ｆに導入されて、熱と圧によってトナー画像ｔが記録材上に定着され、その後機外に排出される。記録材Ｐを分離した後の感光ドラム４１の表面は、クリーニング装置４６で感光ドラム表面に残った転写残トナーがクリーニングされ、その後、繰り返して作像に供される。
【００２４】
（２）定着装置Ｆ
図２は像加熱装置である定着装置Ｆの要部の拡大横断面模型図、図３は要部の正面模型図である。この定着装置Ｆは、電磁誘導加熱方式で発熱する加熱ローラ型の像加熱装置である。交番磁束により発熱する導電層を有する加熱ローラ１（記録材上の画像を加熱する発熱体：像加熱部材）と、加熱ローラ１と互いに圧接して記録材Ｐを挟持搬送するニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラ２と、を有するものである。
【００２５】
加熱ローラ１は、少なくとも一部が所定温度にキュリー温度を調整された整磁合金からなる。本実施例の加熱ローラ１は、外径が４０ｍｍ、厚さは１．２ｍｍ、長さ３５０ｍｍである。また、本実施例ではキュリー温度が２２０℃になるように鉄、ニッケル、クロム、マンガン等の材料が配合され、固有抵抗が約５Ω・ｍである整磁合金よりなる導電層である芯金１ａを有する。このキュリー温度は、画像形成時に記録材Ｐ上の像ｔを加熱する像加熱温度以上（本実施例では２００℃以上）の温度で、像加熱装置の耐熱温度未満（本実施例では２３０℃未満）の温度に設定した。
【００２６】
また、芯金１ａ上にはトナーに対する離型性を高めるためにＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂より成る、厚さ２０μｍの表層１ｂを設けられている。また、カラー画像等の高画質な定着画像を得るために、芯金１ａと表層１ｂの間にシリコーンゴムなどの耐熱弾性層を設けても良い。
【００２７】
この加熱ローラ１はその両端部側をそれぞれ定着装置の枠体の一部である手前側と奥側の側板（定着ユニットフレーム）２１・２２間に軸受２３を介して回転可能に支持させて配設してある。加熱ローラ１の内部には、上記の加熱ローラ１に誘導電流（渦電流）を誘起させてジュール発熱させるための高周波磁界（交番磁束）を生じさせるための磁束発生手段としての励磁コイル６を有するコイル・アセンブリ３を挿入して配置してある。
【００２８】
加圧ローラ２は、外径３８ｍｍ、長さは３５０ｍｍであって、肉厚３ｍｍの芯金２ａを有する。また、芯金２ａの周面に形成される厚さ５ｍｍの耐熱弾性層２ｂ、および耐熱弾性層２ｂの周面に形成されるＰＦＡ、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂より成る厚さ１００μｍの表層２ｃとから成る。
【００２９】
この加圧ローラ２は上記の加熱ローラ１の下側に並行に配列して、芯金２ａの両端部側をそれぞれ定着装置の枠体の手前側と奥側の側板２１・２２間に軸受２６を介して回転自在に保持させてある。そして、上記の加熱ローラ１と加圧ローラ２を互いに不図示の加圧機構によって圧接させて、該両ローラ１・２間に記録材Ｐを挟持搬送してトナー像ｔを加熱定着する幅約６ｍｍの定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００３０】
ここで、本発明において、装置構成部材についてその長手方向（回転軸線方向）とは、定着ニップ部Ｎを含む平面において記録材Ｐの搬送方向に対して直交する方向としている。また、中央部及び端部は、その長手方向の中央部及び端部である。
【００３１】
コイル・アセンブリ３は、ボビン４、磁性材からなる芯材（磁性コア）５、励磁コイル６を有する。磁性芯材５はボビン４に保持されており、励磁コイル６はボビン４の周囲に電線を巻回して形成されている。このボビン４・磁性芯材５・励磁コイル６とが一体となったコイルユニットはステー７に固定支持されている。
【００３２】
励磁コイル６は、加熱ローラ１の長手方向に平行に延び、磁性芯材５を周回するようにボビン４の形状に合せて横長舟型に複数回巻回して両端で折り曲げられて巻かれるリッツ線を束ねたものである。また、加熱ローラ１の内周に沿うように湾曲して配置されている。本実施例のコイル・アセンブリ３は、ステー７を中にして対称的に２組の励磁コイル６（６ａ、６ｂ）を具備させて加熱ローラ１を内側から全周的に誘導加熱するようにしている。
【００３３】
磁性芯材５はフェライト、パーマロイ等の高透磁率で残留磁束密度の低い材料であって、励磁コイル６によって発生した磁束を加熱ローラ１に導くものである。本実施例における磁性芯材５は２組の励磁コイル６（６ａ、６ｂ）に共通の横断面Ｉ字型である。
【００３４】
コイル・アセンブリ３は加熱ローラ１の内面と励磁コイル６間に一定のギャップを保持させた状態にしてステー７の両端部７ａ・７ａでそれぞれ定着装置の手前側と奥側の保持部材２４・２５に非回転に固定支持されている。ボビン４・磁性芯材５・励磁コイル６のユニットは加熱ローラ１の外部に露呈しないように収納されている。
【００３５】
６ａ１と６ａ２は上記２組の励磁コイル６（６ａ、６ｂ）の一方側の励磁コイル６ａのリード線（コイル供給線）、６ｂ１と６ｂ２は他方側の励磁コイル６ｂのリード線である。各リード線はステー７の奥側から外部に引き出して、励磁コイル６に高周波電流を供給する高周波インバーター（高周波電源）１０１に接続してある。
【００３６】
高周波インバーター１０１はスイッチング素子を有し、このスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦにより、所定の周波数の電流を励磁コイル６に流すことができる。また、定着温度を維持するために励磁コイル６に印加する電力を切り換える必要がある。
【００３７】
本実施例では、高周波インバーター１０１内には、電源の電圧を直流電圧に整流し、直流電圧値を切り換える切り換え回路が設けられている。この直流電圧切り換え回路内で電圧値を切り換えることで、周波数を固定した状態であっても励磁コイル６に印加する電力を切り換えることができる。
【００３８】
１１、１２はそれぞれ加熱ローラ１の中央部の温度検知部材（第一温度検知手段）および端部の温度検知部材（第二温度検知手段）としてのサーミスタである。１６は定着前ガイド板であり、作像機構部側から定着装置Ｆに搬送された記録材Ｐを定着ニップ部Ｎの入口部に案内する。１３は分離爪であり、定着ニップ部Ｎに導入されて定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐが加熱ローラ１に巻き付くことを抑え、加熱ローラ１から記録材を分離するためのものである。１４は定着後ガイド板であり、定着ニップ部Ｎの出口部を出た記録材Ｐを排紙案内する。
【００３９】
前記のボビン４、ステー７、分離爪１３は耐熱および電気絶縁性エンジニアリング・プラスチックから形成されている。Ｇ１は加熱ローラ１の奥側の端部側に固着させた加熱ローラを駆動するためのドライブギアである。このドライブギアＧ１に駆動源Ｍ１から伝達系を介して駆動力が伝達されることで、加熱ローラ１が図２において矢印Ａの時計方向に本実施例では５００ｍｍ／ｓｅｃの周速度にて回転する。加圧ローラ２は定着ニップ部Ｎでの加熱ローラ１との摩擦力で加熱ローラ１の回転に従動して矢印の反時計方向Ｂに回転する。
【００４０】
１５はクリーニング部材としての加熱ローラクリーナである。クリーニングウエブ１５５ａをロール巻きに保持したウエブ繰り出し軸部１５ｂと、ウエブ巻取り軸部１５ｃと、該両軸部１５ｂ・１５ｃ間のウエブ部分を加熱ローラ１の外面に押し付ける押し付けローラ１５ｄを有する。押し付けローラ１５ｄで加熱ローラ１に押し付けたウエブ部分で加熱ローラ１面にオフセットしたトナーが拭われて加熱ローラ面が清掃される。加熱ローラ１に押し付けられるウエブ部分は繰り出し軸部１５ｂ側から巻取り軸部１５ｃ側にウエブ１５ａが少しずつ送られることで徐々に更新される。
【００４１】
本実施例では、通紙は中央基準で行われる。Ｓはその中央基準である。すなわち、いかなる記録材サイズでも、記録材の中央部が加熱ローラ軸方向中央部を通過することになる。本実施例の画像形成装置においては、通紙できる記録材の最大サイズ（以下、大サイズ紙と記す）は例えば１３インチ（３３０ｍｍ）である。また通紙できる記録材の最小サイズ（以下、小サイズ紙と記す）は例えばＢ５縦（１３８ｍｍ）である。Ｐ１はその大サイズ紙の通紙領域幅、Ｐ２は小サイズ紙の通紙領域幅である。
【００４２】
サーミスタ１１は、小サイズ紙の通紙領域幅Ｐ２の略中央部に対応する定着ローラ中央部分（装置に通紙可能な大小いかなる幅の記録材が通過する記録材通紙部）に設けられている。サーミスタ１２は、大サイズ紙の通紙領域幅（最大通紙幅域）Ｐ１の外側の非通紙域部（記録材非通紙部）Ｐ３に設けられている。
【００４３】
また、サーミスタ１１および１２は、加熱ローラ１を隔てて励磁コイル６に向かい合うように、定着ローラ１の表面に対して弾性部材１０により押圧して弾性的に圧接されて配置されている。このサーミスタ１１および１２の加熱ローラ温度の検知信号は制御手段としての制御回路部（ＣＰＵ）１００に入力される。
【００４４】
次に、定着装置Ｆの動作について説明する。画像形成装置の制御回路部１００は、装置のメイン電源スイッチＭ−ＳＷのＯＮにより画像形成装置を起動させて所定の立ち上げモードをスタートさせる。定着装置Ｆについては駆動源Ｍ１の起動により加熱ローラ１の回転が開始される。この加熱ローラ１の回転に従動して加圧ローラ２も回転する。
【００４５】
また制御回路部１００は高周波インバーター１０１を起動させて励磁コイル６（６ａ、６ｂ）に高周波電流を流す。これにより励磁コイル６は磁束を生じ、加熱ローラ１が誘導発熱して所定のスタンバイ完了温度、本実施例では定着温度である２００℃まで昇温する。この加熱ローラ１の温度は、サーミスタ１１で検知され、その検知温度情報が制御回路部１００に入力する。
【００４６】
加熱ローラ１の温度が２００℃に到達したら、画像形成信号の入力を待機するスタンバイ状態（待機モード：スタンバイ待機時）となる。このスタンバイ状態の温度制御については後述する。
【００４７】
そして、制御回路部１００はこの待機モード時に画像形成信号が入力されると画像形成プロセス動作を実行する。これにより、記録材Ｐ上にトナー像ｔが形成される。そして、未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが定着ニップ部Ｎで挟持搬送されることで、所定の定着温度に維持された加熱ローラ１の熱とニップ部圧により、未定着トナー像ｔが記録材Ｐの面に加熱定着される。
【００４８】
ここで、図４を用いて、加熱ローラ１の芯金１ａの電磁誘導発熱原理を説明する。励磁コイル６には、高周波インバーター１０１から交流電流（高周波電流）が印加され、これによって励磁コイル６の周囲には矢印Ｈで示した磁束が生成消滅を繰り返す。磁束Ｈは、磁性芯材５と芯金１ａによって形成された磁路に沿って導かれる。励磁コイル６が生成した磁束の変化に対して、芯金１ａ内では、磁束の変化を妨げる方向に磁束を発生するように渦電流が発生する。この渦電流を矢印Ｃで示す。
【００４９】
この渦電流Ｃは、表皮効果により芯金１ａの励磁コイル６側の面に集中して流れ、芯金１ａの表皮抵抗Ｒｓ（Ω）に比例した電力で発熱を生じる。ここで、励磁コイル６に印加する交流電流の周波数ｆ（Ｈｚ）、芯金１ａの導体の透磁率μ（Ｈ／ｍ）、芯金１ａの固有抵抗ρ（Ω・ｍ）から得られる表皮深さδ（ｍ）および表皮抵抗Ｒｓ（Ω）は、式１および式２で示される。
【００５０】
【数１】
0005791358.tif 000002
【００５１】
【数２】
0005791358.tif 000003
【００５２】
また、芯金１ａに発生する電力Ｗは、芯金１ａに誘導される渦電流をＩｆ（Ａ）として、式３で示される。
【００５３】
【数３】
0005791358.tif 000004
【００５４】
以上より、芯金１ａの発熱量を増加させるためには、渦電流Ｉｆを大きくする、または表皮抵抗Ｒｓを大きくすればよい。渦電流Ｉｆを大きくするためには、励磁コイル６によって生成される磁束を強くする、あるいは磁束の変化を大きくすればいい。例えば、励磁コイル６の巻き数を増やしたり、磁性芯材５として、より高透磁率で残留磁束密度の低いものを用いたりすると良い。また、磁性芯材５と芯金１ａとのギャップｄを少なくすることで、芯金１ａ中に導かれる磁束が増加するため、渦電流Ｉｆを大きくすることも出来る。
【００５５】
一方、表皮抵抗Ｒｓを大きくするためには、励磁コイル６に印加する交流電流の周波数ｆを高くするか、より透磁率μの高く、固有抵抗の高い材料の芯金１ａとする。
【００５６】
次にキュリー温度について説明する。一般に強磁性体は、材料固有のキュリー温度まで加熱されると、自発磁化を失い透磁率μが減少する。したがって、加熱ローラ１の導電部材である芯金１ａの温度がキュリー温度を越えてしまうと、表皮抵抗Ｒｓが減少する。その結果、芯金１ａの発熱量Ｗが減少する。
【００５７】
透磁率の測定方法は以下のように行う。岩通計測株式会社製のＢ−Ｈアナライザー（型番：ＳＹ−８２３２）を用いて測定した。測定試料に装置の所定の一次コイルと二次コイルを巻きつけて周波数２０ｋＨｚで測定する。測定試料はコイルが巻きつけられる形状であれば構わない（透磁率の異なる温度同士の比率は殆ど変わらない）。
【００５８】
試料にコイルを設定したら、恒温室に試料を入れて温度を飽和させ、その温度における透磁率をプロットする。恒温室の温度を変えてやることで透磁率の温度依存性曲線が得られる。恒温室の温度を上昇させていき、ある温度で透磁率が変化しなくなる。この透磁率が変化しなくなった温度をキュリー温度とみなす。このように測定すると透磁率の温度依存性は図５のような曲線になる。
【００５９】
また、図６に示すように、芯金１ａの厚さｄが、芯金１ａの温度がキュリー温度を越えた時の表皮深さδｃと比較して狭い場合は、芯金１ａの断面のおよそすべてに渦電流が流れるため、発熱量が減少する。この状態では、加熱ローラ１の温度上昇はほぼ停止し、加熱ローラ１の表面温度は芯金１ａに用いた整磁合金のキュリー温度とほぼ等しくなる。そのため、励磁コイル６に印加する高周波電流が、所定の周波数ｆにあっては、加熱ローラ１の表面温度はキュリー温度以上にすることが困難である。
【００６０】
また、図７に示すように、温調温度がキュリー温度に近づいてくると、力率の低下に伴いＩＨ電源効率が低下するため発熱効率が低下してしまう。
【００６１】
以上より、非通部昇温の抑制効果を大きくするためには、キュリー温度を低く設定する必要があるが、温調温度をキュリー温度付近の高い温度に設定することが困難になってしまう。そのため、端部温度ダレが大きい場合に、スタンバイ状態時の温調温度を高く設定することにより、端部温度を持ち上げることができない。
【００６２】
そこで、上記の課題を解決するため、端部温度ダレを抑制するためのスタンバイ状態での温度調整（温調）について図８に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００６３】
１）ユーザーが装置本体の電源をオン（メイン電源スイッチＭ−ＳＷ投入）したら、本体立ち上げとなる。制御回路部１００は装置本体の設置されている環境温度を検知する環境温度検知センサー１０２を用いて、環境温度を検知する（ステップＳ１）。
【００６４】
２）制御回路部１００は、環境温度が通常環境以上（例えば、２０℃以上）と検知した場合、即ち低温環境ではないと判断した場合（ステップＳ２のＮ）は、スタンバイ状態（待機モード）において、サーミスタ１１および１２で検知する。即ち、加熱ローラ１の中央部（通紙部）と端部（非通紙部）の温度を検知する。
【００６５】
３）検知した中央部と端部の温度の温度差（サーミスタ１１とサーミスタ１２が検知した温度の差分）が４０℃以上である場合（ステップＳのＹ）にはコピーが開始されるまで端部温調モードで加熱ローラ１の温度制御を行う。また、４０℃未満であれば（ステップ５のＮ）、加熱ローラ１の温度制御をコピーが開始されるまで中央部温調モードで行う。
【００６６】
４）また、制御回路部１００は、ステップＳ２において環境温度が、低温環境であると判断した場合（ステップＳ２のＮ）は、スタンバイ状態において、加熱ローラ１の温度制御をコピーが開始されるまで端部温調モードで行う（ステップＳ１１）。
【００６７】
５）そして、コピーが開始されたらそのコピージョブが終了するまで（コピー動作中）、加熱ローラ１の温度制御は中央部温調モードで行う（ステップＳ８、Ｓ９）。即ち、記録材上の画像を加熱するジョブの実行中における加熱ローラ１の温度制御は記録材の幅サイズに係らず中央部温調モードで行う。
【００６８】
６）制御回路部１００は、コピージョブが終了したら（ステップＳ９のＹ）、装置本体を次のコピージョブの開始までステップＳ３のスタンバイ状態に戻す。そして、加熱ローラ１の温度制御を中央部温調モード（ステップＳ６）または端部温調モード（ステップＳ１１）で行う。
【００６９】
ここで、加熱ローラ１の中央部温調モードは次のとおりである。即ち、加熱ローラ１の中央部（通紙部）に配設されたサーミスタ１１から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように高周波インバーター１０１から励磁コイル６に供給する電力を制御回路部１００が制御するものである。
【００７０】
また、加熱ローラ１の端部温調モードは次のとおりである。即ち、加熱ローラ１の端部（非通紙部）に配設されたサーミスタ１２から入力する温度に関する情報が所定の温度に対応する情報に維持されるように高周波インバーター１０１から励磁コイル６に供給する電力を制御回路部１００が制御するものである。
【００７１】
励磁コイル６に高周波電流を供給して交番磁束を発生させる高周波インバーター１０１は制御回路部１００で制御される。そして、高周波インバーター１０１は、サーミスタ１１で加熱ローラ１を温度制御（中央部温調モード）する第一の周波数と、サーミスタ１２で加熱ローラ１を温度制御（端部温調モード）する第二の周波数と、を出力可能である。第一の周波数は第二の周波数よりも大きい。
【００７２】
式２によれば、励磁コイルに印加する高周波電流の周波数を大きくすれば、表皮深さδｃが小さくすることができ、発熱量を増大させることができる。そのため、中央部温調した場合、端部の発熱量を増大させることでき、中央部と端部の温度差を低減することができる。また、励磁コイルに印加する高周波電流の周波数を小さくすれば、表皮深さδｃが大きくすることができ、発熱量を減少させることができる。
【００７３】
そのため、端部温調した場合に、中央部の発熱量を減少させることが可能となりうるので、中央部と端部の温度差を低減することができる。よって、第一周波数は第二周波数よりも大きくすることで、より中央部と端部の温度差低減に有利である。
【００７４】
ここで、加熱ローラ１を内側から半周的に誘導加熱する場合は、周方向の温度ムラが発生するため、回転駆動する必要性がある。本実施例においては。全周的に誘導加熱する構成のため、スタンバイ時は、加熱ローラ１を回転しなくてもよい。また、回転させてもよい。
図９に加熱ローラ１の中央部温調時と端部温調時のローラ長手温度分布を示す。この図を見ると、端部温調した場合の方が中央部温調した場合に比べ、端部ダレが低減することがわかる。これは、図７に示すように、中央部温調、つまり、キュリー温度付近で温調しようとすると、力率の低下に伴いＩＨ電源効率が低下するため、端部の温度が下がってしまう。しかし、端部温調する場合は、端部の必要な温度はキュリー温度よりも大幅に低いため（１６０℃程度）、発熱効率が良いため端部温度も上がってくる。
【００７５】
ここでは加熱ローラ１の中央部と端部の温度差を４０℃と設定したが、像加熱装置の構成等によって、定着不良が起きない、紙しわが発生しない最適な温度を適時選択して良い。そして、コピー動作が開始されたら、加熱ローラ１の温度制御を中央部温調に切り替え（ステップ８）、コピー動作が終了したら、上記のスタンバイ状態（待機モード）の温度制御（ステップＳ３〜Ｓ６、Ｓ１１）に切り替える。
【００７６】
また、環境温度検知センサー１０２で、低温環境（例えば、２０℃未満）と検知した場合（ステップＳ２のＹ）、加熱ローラ１の温度制御は端部温調モードに設定される（ステップＳ１１）。これは、中央部温調する場合、温調温度をキュリー温度付近に設定することができないが、端部温調する場合、端部の温度はキュリー温度以下で制御しながら中央部の温度をキュリー温度付近に設定することができる。そのため、スタンバイ状態（待機モード）時の加熱ローラ１の蓄熱により、定着性の向上が可能になる。
【００７７】
<実施例２>
図１０は加熱ローラ１の端部温度ダレを抑制するためのスタンバイ状態（待機モード）での温度調整（温調）の他のフローチャートである。図８のフローチャートとの相違はステップＳ４とＳ５である。他のステップは同じである。
【００７８】
即ち、図８のフローチャートにおけるステップＳ４の加熱ローラ１の中央部及び端部温度検知を本実施例のステップＳ４では加熱ローラ１の中央部及び端部温度の下降率（サーミスタ１１検知した温度とサーミスタ１２が検知した温度の温度変化率）を検知する。また、図８のフローチャートにおけるステップＳ５の検知した中央部と端部の温度の温度差判断を本実施例のステップＳ４では中央部温度下降率と端部温度下降率との異同判断とする。
【００７９】
即ち、本実施例においては、加熱ローラ１の中央部と端部の温度下降率を検知して、温度下降率が一致したら端部温調に切り替える。温度下降率が一致する前に、つまり、コピージョブ終了後の端部温度が中央温度よりも高い状態前に端部温調に切り替えると、端部温度が下がるまで電力を投入しないため、中央部の温度維持ができず、コピー動作ができない。
【００８０】
そのため、端部温度が下がり、定常状態つまり中央部と端部の温度下降率が一致したら、端部温調に切り替える。中央部及び端部の温度下降率の測定方法は、所定時間内に検知した中央部および端部温度のそれぞれの温度差ΔＴ１、ΔＴ２を検知する。
【００８１】
また、式２によれば、励磁コイルに印加する高周波電流の周波数を小さくすれば、表皮深さδｃが大きくすることができる。そのため、端部温調した場合に、中央部の発熱量を減少させることが可能となりうるので、中央部と端部の温度差を低減することができる。
【００８２】
<実施例３>
本実施例においては、制御回路部１００は、装置のスタンバイ待機時において、スタンバイ設定温度がキュリー温度以上の場合、端部温調モードで加熱ローラ１の温度制御を行うことを特徴とする。その他の装置構成と制御は実施例１または２と同様である。
【００８３】
図６に示すように、芯金１ａの厚さｄが、芯金１ａの温度がキュリー温度を越えた時の表皮深さδｃと比較して狭い場合は、芯金１ａの断面のおよそすべてに渦電流が流れるため、発熱量が減少する。この状態では、加熱ローラ１の温度上昇はほぼ停止し、加熱ローラ１の表面温度は芯金１ａに用いた整磁合金のキュリー温度とほぼ等しくなる。そのため、励磁コイル６に印加する高周波電流が、所定の周波数ｆにあっては、加熱ローラ１の表面温度はキュリー温度以上にすることが困難である。
【００８４】
そこで、端部温調モードでキュリー温度以下（例えば、１９０℃）で温調することで、中央部温度は２２０℃とキュリー温度以上に設定することが可能になる。そのため、スタンバイ状態（待機モード）時の加熱ローラ１の蓄熱により、定着性の向上が可能になる。
<その他>
１）本発明の像加熱装置は実施例の定着装置としての使用に限られず、記録材に定着された画像を再加熱することで画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置（画像改質装置）として使用しても有効である。
【００８５】
２）記録材上の画像を加熱する発熱体１は実施例のローラ体に限られず、循環移動されるエンドレスエンドレスベルト体の形態にすることもできる。
【００８６】
３）また、発熱体１として複数の異なる金属を積層させたクラッドローラを用いる場合も、整磁合金の層が少なくとも１層備えれば、本発明を適用可能である。
【００８７】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
Ｆ・・像加熱装置、１・・発熱体、６・・磁束発生手段、１１・・第一温度検知手段、１２・・第二温度検知手段、１００・・制御手段、１０１・・高周波電源、Ｐ１・・最大通紙幅域、Ｐ２・・記録材通紙部、Ｐ３・・記録材非通紙部
【図１】
0005791358.tif 000005
【図２】
0005791358.tif 000006
【図３】
0005791358.tif 000007
【図４】
0005791358.tif 000008
【図５】
0005791358.tif 000009
【図６】
0005791358.tif 000010
【図７】
0005791358.tif 000011
【図８】
0005791358.tif 000012
【図９】
0005791358.tif 000013
【図１０】
0005791358.tif 000014