(57)【要約】【課題】  定着ユニットに供給される直前に、分離帯電器（分離除電器）をオンにして転写時の転写バイアスと同極性の電荷を印加した場合には、未定着トナーの転写材Ｐへの静電吸着力が弱まり、定着フィルムの共振により転写材Ｐ上の未定着トナーが飛び散って尾引きとなって現れる。【解決手段】  金属層を有する定着フィルムを励磁して発熱させて転写材に画像を定着させる定着ユニット１００と、定着させる前に転写材に帯電するための分離除電器と、交番電流の周波数を制御して定着フィルムの温度を制御する温度制御部４００とを有し、温度制御部４００により制御される周波数が定着フィルムの共振周波数にあるとき分離除電器の駆動を制御する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上に転写された画像を前記転写材に定着させて画像を形成する画像形成装置であって、
金属層を有する定着フィルムを励磁して発熱させるための誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段により発熱駆動された前記定着フィルムの発熱により前記転写材に画像を定着させる定着手段と、
前記定着手段により定着させる前に前記転写材に帯電するための転写後帯電手段と、
前記誘導加熱手段に供給する交番電流の周波数を制御して前記定着フィルムの温度を制御する温調手段と、
前記温調手段により制御される周波数に応じて、前記転写後帯電手段の駆動を制御する帯電駆動制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
転写材上に転写された画像を前記転写材に定着させて画像を形成する画像形成装置であって、
金属層を有する定着フィルムを励磁して発熱させるための誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段により発熱駆動された前記定着フィルムの発熱により前記転写材に画像を定着させる定着手段と、
前記定着フィルムの振動を検出する振動検出手段と、
前記定着手段により定着させる前に前記転写材に帯電するための転写後帯電手段と、
前記誘導加熱手段に供給する交番電流の周波数を制御して前記定着フィルムの温度を制御する温調手段と、
前記振動検出手段により検出される前記定着フィルムの振動に応じて、前記転写後帯電手段の駆動を制御する帯電駆動制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記定着フィルムの温度を検知する温度検知手段を更に有し、前記温調手段は、前記温度検知手段により検知された前記定着フィルムの温度に応じて前記交番電流の周波数を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温調手段は、前記誘導加熱手段に供給する電力がオフ状態の時間を固定し、前記電力がオン状態の時間を可変させることで前記交番電流の周波数を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記温調手段は、前記誘導加熱手段に供給する電力がオンの状態の時間を固定し、前記電力がオフの状態の時間を可変させることで前記交番電流の周波数を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電駆動制御手段は、前記定着フィルムの振動が最大となる交番電流の周波数帯域で前記転写後帯電手段の駆動を停止することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電駆動制御手段は更に、前記転写材の吸湿度に応じて、前記転写後帯電手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記転写材上に転写された画像はトナー画像であり、前記転写後帯電手段の駆動を停止している場合、前記転写後帯電手段に対してトナーと同極性で、コロナ放電閾値以下のバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
転写材上に転写された画像を前記転写材に定着させて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
金属層を有する定着フィルムを励磁して発熱させるための誘導加熱工程と、
前記誘導加熱工程で発熱駆動された前記定着フィルムの発熱により前記転写材に画像を定着させる定着工程と、
前記定着工程で定着させる前に前記転写材に帯電するための転写後帯電工程と、
前記誘導加熱工程で供給する交番電流の周波数を制御して前記定着フィルムの温度を制御する温調工程と、
前記温調工程により制御される周波数に応じて、前記転写後帯電工程における駆動を制御する帯電駆動制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
転写材上に転写された画像を前記転写材に定着させて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
金属層を有する定着フィルムを励磁して発熱させるための誘導加熱工程と、
前記誘導加熱工程で発熱駆動された前記定着フィルムの発熱により前記転写材に画像を定着させる定着工程と、
前記定着フィルムの振動を検出する振動検出工程と、
前記定着工程で定着させる前に前記転写材に帯電するための転写後帯電工程と、
前記誘導加熱工程で供給する交番電流の周波数を制御して前記定着フィルムの温度を制御する温調工程と、
前記振動検出工程で検出される前記定着フィルムの振動に応じて、前記転写後帯電工程における駆動を制御する帯電駆動制御工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１１】
前記定着フィルムの温度を検知する温度検知工程を更に有し、前記温調工程では、前記温度検知工程で検知された前記定着フィルムの温度に応じて前記交番電流の周波数を制御することを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１２】
前記温調工程では、前記誘導加熱工程で供給する電力がオフ状態の時間を固定し、前記電力がオン状態の時間を可変させることで前記交番電流の周波数を制御することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１３】
前記温調工程では、前記誘導加熱工程で供給する電力がオンの状態の時間を固定し、前記電力がオフの状態の時間を可変させることで前記交番電流の周波数を制御することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１４】
前記帯電駆動制御工程では、前記定着フィルムの振動が最大となる交番電流の周波数帯域で前記転写後帯電工程で駆動を停止することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１５】
前記帯電駆動制御工程では更に、前記転写材の吸湿度に応じて、前記転写後帯電工程での駆動を制御することを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１６】
前記転写材上に転写された画像はトナー画像であり、前記転写後帯電工程で駆動を停止している場合、前記転写後帯電工程においてトナーと同極性で、コロナ放電閾値以下のバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着フィルムを誘導加熱し、その熱により転写材上の画像を定着させて画像を形成する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタヤ複写機などの画像形成手段として、例えば、熱溶融型、熱昇華型、熱転写型、インクジェット型、電子写真型などのプリンタエンジンが開発されている。これらプリンタエンジンの中で、それぞれ異なる色の画像を形成するプロセスステーションを、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ４個、シートの搬送方向に順に配置し、各プロセスステーションでそれぞれ対応する色のトナー像をシート（転写材）に転写し、その後、定着ユニットで、トナー像が転写されたシートに画像を定着させることにより、４色でのフルカラーの画像を形成する画像形成装置が市販されている。
【０００３】
このような構成の場合、記録シートなどの転写材Ｐには、４つのプロセスステーションを通過して４回の転写工程を経て画像が転写されるため、転写後の転写材Ｐは大量の電荷を帯びて帯電された状態にある。そのため転写材Ｐの帯電状態に応じて、その転写材Ｐを搬送する搬送用ベルトから分離する部分で剥離放電が起こり、転写材Ｐ上に転写されたトナー像が、この放電パターンに沿って乱れる現象が発生する。また転写材Ｐが搬送用ベルトから分離された後、定着ユニットまでの搬送経路上でガイド部材等と接触したり、転写材Ｐの搬送時に転写材Ｐに加わる衝撃等により、転写材Ｐ上に蓄積されている電荷が乱れて転写材Ｐ上のトナー像が乱れることによる画像不良が生じる場合がある。このような現象は特に、転写材Ｐの抵抗が高く、帯電し易い低温・低湿度の環境や、両面印刷時のように、一度定着工程を通過して乾燥した状態の２面目の転写処理等で顕著に発生する。
【０００４】
このような放電を防止するために、転写材Ｐが搬送用ベルトから分離される直前に転写材Ｐの除電が行われる。これは、コロナ帯電器により転写時の転写バイアスと同極性の電荷を転写材Ｐの表面から帯電するものである。これにより転写材Ｐ上のトナーが電荷を失ってトナー像と転写材への付着力が低下し、定着ユニット内の定着ニップ部において、転写材Ｐからの水分の蒸発によってトナー像が吹き飛ばされる、所謂、尾引きと呼ばれる画像不良が発生することがある。このような尾引きは、転写材Ｐが吸湿しやすい高温度、高湿度の環境において顕著に発生する。
【０００５】
また定着ユニットの一例として、特許文献１には、磁束により定着ローラに電流を誘導させ、その定着フィルムを流れる電流によるジュール熱によって、定着フィルムを発熱させる誘導加熱型の定着ユニットが開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することにより、電磁誘導発熱体である定着フィルム（定着ローラ内に設けられている）を発熱させるもので、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の定着ユニットよりも高効率の定着プロセスを達成できる。更に、定着に作用するエネルギーを高密度で得るために、発熱体である定着ローラに励磁コイルを接近させるなどして、より効率を高めた定着ユニットが提案されている。
【特許文献１】実開昭５１−１０９７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上述の定着ユニットの構成では、制御性の高い電力制御（温度制御）を行うため、定着ユニット内の励磁コイルを励磁駆動するための励磁回路の交番周波数を変化させて電力を増減させた場合、その交番周波数と定着フィルムの共振周波数が一致すると定着フィルムの振動が発生する。これにより、未定着トナーの転写材Ｐへの静電吸着力が十分に確保できない条件下、つまり、定着ユニットに供給される直前に、分離帯電器（分離除電器）をオンにして転写時の転写バイアスと同極性の電荷を印加した場合には、未定着トナーの転写材Ｐへの静電吸着力が弱まり、定着フィルムの共振により転写材Ｐ上の未定着トナーが飛び散って尾引きとなって現れることがあった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、定着フィルムを駆動する交番周波数に応じて転写後帯電手段の動作を切り替えることにより、定着フィルムとの共振による画像の尾引きや乱れの発生を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
転写材上に転写された画像を前記転写材に定着させて画像を形成する画像形成装置であって、
金属層を有する定着フィルムを励磁して発熱させるための誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段により発熱駆動された前記定着フィルムの発熱により前記転写材に画像を定着させる定着手段と、
前記定着手段により定着させる前に前記転写材に帯電するための転写後帯電手段と、
前記誘導加熱手段に供給する交番電流の周波数を制御して前記定着フィルムの温度を制御する温調手段と、
前記温調手段により制御される周波数に応じて、前記転写後帯電手段の駆動を制御する帯電駆動制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
転写材上に転写された画像を前記転写材に定着させて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
金属層を有する定着フィルムを励磁して発熱させるための誘導加熱工程と、
前記誘導加熱工程で発熱駆動された前記定着フィルムの発熱により前記転写材に画像を定着させる定着工程と、
前記定着フィルムの振動を検出する振動検出工程と、
前記定着工程で定着させる前に前記転写材に帯電するための転写後帯電工程と、
前記誘導加熱工程で供給する交番電流の周波数を制御して前記定着フィルムの温度を制御する温調工程と、
前記振動検出工程で検出される前記定着フィルムの振動に応じて、前記転写後帯電工程における駆動を制御する帯電駆動制御工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定着フィルムを発熱駆動する交番周波数の周波数に応じて、転写後帯電手段による帯電動作を切り替えることにより高画質の画像を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザビームプリンタ（画像形成装置）の画像形成部の概略構成を説明する図である。
【００１３】
プロセスステーション１ａ〜１ｄのそれぞれはＣ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、黒（Ｂｋ）の画像を形成するための像形成ユニットで、それぞれ像担持体である感光ドラム２ａ〜２ｄを有している。この感光ドラム２ａ〜２ｄの表面は、一次帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電された後、例えばＬＥＤ、レーザなどの露光ユニット４ａ〜４ｄによる、各色の画像情報に基づく露光を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５ａ〜５ｄによって、それぞれ対応する色のトナーが付着されてトナー像として現像される。６ａ〜６ｄはクリーニングユニットで、転写材Ｐに転写されなかった感光ドラム表面の残存トナーを除去する。ここで各プロセスステーション１ａ〜１ｄは、プロセスカートリッジとして画像形成装置本体Ｄに対して着脱可能になっている。各プロセスカートリッジは、感光ドラム２（２ａ〜２ｄ）、一次帯電器３（３ａ〜３ｄ）、現像器５（５ａ〜５ｄ）、クリーニングユニット６（６ａ〜６ｄ）が一体にまとめられた構成になっている。
【００１４】
画像形成装置Ｄの場合、転写材Ｐは、給紙カセット７５からピックアップローラ７６によって画像形成装置Ｄ内に送り出され、レジストローラ７７の位置に搬送される。次いで吸着帯電電源５２Ａより正極性の吸着バイアスが印加される吸着ローラ７２によって転写材担持体の転写搬送ベルト７８と静電的に吸着されて担持されて搬送される。
【００１５】
この転写搬送ベルト７８は、駆動ローラ８０、吸着対向ローラ８４、テンションローラ７０，７１の４個のローラに巻架されている。この転写搬送ベルト７８の移動方向（矢印方向）に沿って上流から順に、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色のプロセスステーション１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが略垂直に配置されている。
【００１６】
転写搬送ベルト７８に吸着された転写材Ｐは、各色のプロセスステーション１ａ〜１ｄを順次通過する際、感光ドラム２ａ〜２ｄ上の各色のトナー像が静電的に順次転写される。７４ａ〜７４ｄは転写材Ｐへの画像の転写を行わせるための転写ローラで、それぞれ転写用電源５４ａ〜５４ｄによりバイアスされて、感光ドラム２ａ〜２ｄ上の各色のトナー像を転写させている。その後、この転写材Ｐに転写されたトナー像は、定着ユニット１００で加熱及び加圧されることにより転写材Ｐ上に定着されて永久画像が形成される。
【００１７】
両面プリントの場合は、転写材Ｐは一度、定着ユニット１００を通過した後、再給送パス８３を通ってレジストローラ７７に戻され、その後、上記説明と同様の過程を経て転写材Ｐの裏面に永久画像が形成される。
【００１８】
定着ユニット１００としては、クイックスタートや省エネルギーの観点から電磁誘導加熱方式の装置を用いている。尚、図１において、１０１は、この定着ユニット１００を拡大して示すもので、８２はコロナ帯電器（分離帯電器）（以下、分離除電器）で、搬送ベルト７８から分離される転写材Ｐの除電を行っている。
【００１９】
図２は、転写材Ｐが搬送される吸着ローラ７２、シアン色のプロセスステーション１ａ（他のプロセスステーションは略している）、そして転写済みの転写材Ｐが除電されて排出されるまでの経路を説明するブロック図で、前述の図１と共通する部分は同じ記号で示している。
【００２０】
ＣＰＵ２００は、正極性の吸着バイアスを発生する吸着帯電電源５２Ａ、転写バイアスを発生する転写用電源５４ａ、除電器用の電源８２ａを制御して除電用のコロナ帯電器８２の駆動を制御している。
【００２１】
図３は、ワイヤタイプ型の分離除電器の模式図である。
【００２２】
転写済みの転写材Ｐを転写搬送ベルト７８から剥離する際、コロナ帯電器８２による帯電方式で転写材Ｐの除電を行うことにより剥離放電を防止している。これにより、剥離放電に起因する画像不良を解消している。このコロナ帯電器８２は、例えばφ６０μｍのタングステンワイヤ３０００に高電圧を印加することにより実現している。
【００２３】
図４は、分離除電器の他の構成例を示す図で、ここでは針状のＳＵＳ等の金属部材に高電圧を印加している。
【００２４】
［定着ユニットの概略構成の説明］
図５は、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップの搬送方向上流に集中させて定着効率を向上させた電磁誘導加熱方式の定着ユニット１００の概略構成を説明する図である。
【００２５】
定着フィルム１０は、電磁誘導発熱層（導電体層、磁性体層、抵抗体層）を有し、電磁誘導発熱性の回転体である円筒状の定着フィルムである。１６はフィルムガイド部材で、横断面が略半円弧状樋型である。円筒状の定着フィルム１０は、このフィルムガイド部材１６の外側にルーズに外嵌させてある。１５はフィルムガイド部材１６の内側に配設した磁場発生手段であり、励磁コイル１８とＴ型の磁性コア（芯材）１７ａ〜１７ｃとからなる。この励磁コイルの駆動回路の構成は図１２を参照して後述する。
【００２６】
３０は弾性加圧ローラで、定着フィルム１０を挟ませてフィルムガイド部材１６の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させて相互圧接させている（図６）。この磁場発生手段１５の磁性コア１７ａ〜１７ｃは、定着ニップ部Ｎに対応付けて配設されている。加圧ローラ３０は、駆動手段Ｍにより反時計回り方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動による、加圧ローラ３０と定着フィルム１０の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用する。これにより、定着フィルム１０がその内面が定着ニップ部Ｎにおいてフィルムガイド部材１６の下面に密着して摺動しながら時計回り方向に、加圧ローラ３０の回転周速度にほぼ対応した周速度でフィルムガイド部材１６の外回りを回転状態になる（加圧ローラ駆動方式）。
【００２７】
フィルムガイド部材１６は、定着ニップ部Ｎへの加圧、磁場発生手段１５としての励磁コイル１８と磁性コア１７ａ〜１７ｃの支持、定着フィルム１０の支持、定着フィルム１０の回転時の搬送安定性を図る役目をする。このフィルムガイド部材１６は、磁束の通過を妨げない非磁性で、かつ絶縁性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料で形成されている。
【００２８】
また励磁コイル１８は、図７の励磁回路３０７から供給される交番電流によって交番磁束を発生する。この交番磁束は、定着ニップ部Ｎの位置に対応しているＴ型の磁性コア１７ａにより定着ニップ部Ｎに集中的に分布し、その交番磁束は定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１０の電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導により発熱する発熱層の固有抵抗によって電磁誘導発熱層にジュール熱を発生させる。
【００２９】
図８は、定着フィルムにおける磁束分布を説明する図、図９は定着フィルム１０の断面構造を説明する図である。
【００３０】
定着フィルム１０の発熱層１０Ａの発熱量Ｑは、発熱層１０Ａを通る磁束Ｃの密度によって決まり、図８のグラフ図に示すような分布を示す。
【００３１】
図８のグラフは、縦軸が磁性コア１７ａの中心を０とした角度θで表した定着フィルム１０における円周方向の位置を示し、横軸が定着フィルム１０の発熱層１０Ａでの発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈは最大発熱量をＱとし、その発熱量が（Ｑ／ｅ）以上の領域と定義する（ｅは自然対数の底）。これは、定着プロセスに必要な発熱量が得られる領域である。
【００３２】
この定着フィルム１０の電磁誘導発熱は、交番磁束を集中的に分布させた定着ニップ部Ｎの搬送方向上流において集中的に生じ、その発生した熱量を定着ニップ部Ｎにて効率良く転写材Ｐに伝える。
【００３３】
図９において、定着フィルム１０は、電磁誘導発熱性の定着フィルム１０の基層となる金属フィルム等でできた発熱層１０Ａと、その外面に積層した弾性層１０Ｂと、その外面に積層した離型層１０Ｃと、発熱層１０Ａの内面に積層した摺動層１０Ｄとからなる複合構造である。発熱層１０Ａと弾性層１０Ｂとの間の接着、弾性層１０Ｂと離型層１０Ｃとの間の接着のため、各層間にプライマー層（不図示）を設けてもよい。定着フィルム１０において摺動層１０Ｄが内面側であり、離型層１０Ｃが外面側である。前述したように、発熱層１０Ａに交番磁束が作用することで、その発熱層１０Ａに渦電流が発生して発熱層１０Ａが発熱する。その熱が弾性層１０Ｂ、離型層１０Ｃを介して定着フィルム１０を加熱し、定着ニップ部Ｎに通紙される転写材Ｐを加熱してトナー画像の加熱定着がなされる。
【００３４】
［発熱層１０Ａ］
発熱層１０Ａはニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケル−コバルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。非磁性の金属でも良いが、より好ましくは磁束の吸収の良いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル合金等の金属が良い。その厚みは次の式で表される表皮深さより厚く、かつ２００μｍ以下にすることが好ましい。表皮深さσ［ｍ］は、励磁回路の周波数Ｆ［Ｈｚ］と透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］とすると、
σ＝（ρ／πＦμ）1/2
で表される。
【００３５】
これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強度は（１／ｅ）以下になっている。逆に言うと、殆どのエネルギーは、この深さσまでで吸収されている（図１０）。
【００３６】
図１０は、横軸を発熱層の深さとし、縦軸を電磁波の強度Ｅとしたときの、発熱層の深さに対する電磁波の強度Ｅを示す図である。
【００３７】
発熱層１０Ａの厚さは、好ましくは１〜１００μｍがよい。発熱層１０Ａの厚みが１μｍよりも小さいと、ほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪くなる。また、発熱層１０Ａの厚さが１００μｍを超えると剛性が高くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用するには現実的ではない。従って、発熱層１０Ａの厚みは１〜１００μｍが好ましい。
【００３８】
［弾性層１０Ｂ］
弾性層１０Ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等により形成され、耐熱性が良く、熱伝導率が良い材質で構成されている。弾性層１０Ｂの厚さは１０〜５００μｍが好ましい。この弾性層１０Ｂの厚さは、定着した画像の品質を保証するために必要な厚さに設定されている。
【００３９】
カラー画像を印刷する場合、特に写真画像等では、転写材Ｐ上で大きな面積に亘ってベタ画像が形成される。この場合、転写材Ｐの表面の凹凸、或はトナー層の凹凸に加熱面（離型層１０Ｃ）が追従できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラが発生する。即ち、伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低くなる。弾性層１０Ｂの厚さとしては、１０μｍ以下の場合には、転写材Ｐ或はトナー層の凹凸に追従しきれずに画像光沢ムラが発生してしまう。また弾性層１０Ｂの厚みが５００μｍ以上の場合には、弾性層１０Ｂの熱抵抗が大きくなり、クイックスタートを実現するのが難しくなる。より好ましくは弾性層１０Ｂの厚みは５０〜５００μｍがよい。また弾性層１０Ｂの硬度は、硬度が高すぎると転写材Ｐ或はトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層１０Ｂの硬度は、６０゜（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５゜（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。
【００４０】
この弾性層１０Ｂの熱伝導率λに関しては、０．２５〜１．５［Ｗ／ｍ・℃］が好ましい。熱伝導率λが０．２５［Ｗ／ｍ・℃］よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着フィルム１０の内外の温度差が大きくなる。この場合には制御が困難になり、また基層の温度を高く保つ必要が生じ、定着フィルム１０の耐久劣化が促進される。また、熱伝導率λが１．５［Ｗ／ｍ・℃］よりも大きい場合には、硬度が高くなりすぎたり、圧縮永久歪みが悪化する。
【００４１】
［離型層１０Ｃ］
離型層１０Ｃの材質としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。離型層１０Ｃの厚さは１〜１００μｍが好ましい。この離型層１０Ｃの厚さが１μｍよりも小さいと、塗膜の塗ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足するといった問題が発生する。また離型層１０Ｃの厚さが１００μｍを超えると、熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層１０Ｂの効果がなくなってしまう。
【００４２】
［摺動層１０Ｄ］
摺動層１０Ｄとしては、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などのように摺動性が高く、耐熱性のある樹脂を用いるのがよい。このような摺動層１０Ｄを設けることにより、定着ユニット１００の使用初期において回転起動トルク（駆動ローラとしての加圧ローラ軸におけるトルク）を低く抑えられることに加え、定着フィルム１０の発熱層１０Ａの摩耗を防ぐことができる。これにより、定着ユニット１００を長時間使用しても回転駆動トルクの上昇を抑えることができる。また摺動層１０Ｄは、発熱層１０Ａに発生した熱が定着フィルム１０の内側に向かわないように断熱する効果もあるため、摺動層１０Ｄがない場合と比較して転写材Ｐ側への熱供給効率が良くなる。よって、消費電力を抑えることもできる。この摺動層１０Ｄの厚さとしては１〜１０００μｍが好ましい。摺動層１０Ｄの厚さが１μｍよりも小さい場合には耐久性が不足する上、断熱性も小さい。一方、１０００μｍを超えると磁性コア１７及び励磁コイル１８から発熱層１０Ａまでの距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１０Ａに吸収されなくなる。
【００４３】
このような構成を備える定着フィルム１０は、以下に示す温度検知手段を含む温調系により励磁コイル１８に対する電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるように温調される。
【００４４】
［誘導加熱電源の概略構成］
図１１は、本実施の形態に係る定着ユニット１００及び温調制御部４００を含む誘導加熱電源３００の全体構成を示すブロック図である。
【００４５】
誘導加熱電源３００において、３０１は電源ラインの入力端子（ＬＩＮＥ）、３０２はブレーカ、３０３はリレースイッチ、３０４は両波整流を行うブリッジ整流回路とコンデンサで構成された整流回路（ＲＥＣＴ）、３０５と３０６は後述するスイッチング素子（図１２の第１及び第２スイッチング素子２０１，２０５に相当）であるゲート制御トランス（ＧＴ１，ＧＴ２）、３０７は励磁回路である。
【００４６】
また温調制御部４００において、４０１はフィードバック制御回路（ＦＢ）、４０２はドライバ回路（ＤＲＶ）である。
【００４７】
電源ライン入力端子３０１から入力されたＡＣ電流は、ブレーカ３０２及びリレー接点３０３を介して整流回路３０４に入力される。ここでリレースイッチ３０３は、定着ユニット１００の温度が規定の温度を超えて異常昇温した時にオープン状態（オフ）になるサーモスイッチ５０の接点を介してオンされている。いま仮に、定着ユニット１００がトラブルにより異常昇温した場合は、サーモスイッチ（ＴＨ．ＳＷ）５０の接点がオープンになってリレースイッチ３０３をオフする。これにより、励磁回路３０７への電力供給が遮断され、熱暴走から定着ユニット１００を守っている。またＡＣ電流は、整流回路３０４によりＤＣ電流に変換される。
【００４８】
一方、定着ユニット１００において、励磁コイル１８により励磁されて発熱する定着フィルム１０の温度はサーミスタ２６で検出されている。この検出結果は、温度制御部４００のフィードバック制御回路４０１に入力される。フィードバック制御回路４０１は、そのサーミスタ２６により検出された定着フィルム１０の温度に基づいて、目標温度と比較しながらＰＩＤ演算等を行い、励磁回路３０７のスイッチング素子の制御量を算出する。そしてドライバ回路４０２は、フィードバック制御回路４０１からの制御信号を入力し、電源電圧の共振制御に相応しい制御信号をゲート制御トランス３０５，３０６に出力する。これにより、励磁回路３０７の励磁コイル１８への出力を制御する。
【００４９】
図１２は、本実施の形態に係る誘導加熱電源３００の励磁回路３０７の要部を示す回路図である。本実施の形態の励磁回路３０７は電圧共振方式である。
【００５０】
２０１は第１スイッチング素子、２０５は第２スイッチング素子で、いずれもＦＥＴ或はトランジスタで構成されている。スイッチング手段としての第１スイッチング素子２０１はメインのスイッチング動作を行い、励磁コイル１８へ流す電流を制御している。第２スイッチング素子２０５は、第１スイッチング素子２０１に同期してスイッチング動作を行い、スイッチング動作時の負荷を軽減させている。これらのスイッチング素子の具体的な動作は、第２スイッチング素子２０５をオープン状態にして第１スイッチング素子２０１をオン／オフすることにより電圧共振を行わせるものである。また、第１スイッチング素子２０１がオフしている間に、第２スイッチング素子２０５をフライバック電圧が上昇を終える頃にオンし、フライバック電圧が下降した頃にオフさせる。これにより、第１スイッチング素子２０１に電気的な負荷の掛からないソフトスイッチングを実現させている。これらのスイッチング素子２０１，２０５は、定常時の損失及びスイッチ損失が小さいもので、なおかつ高耐圧、大電流タイプのものが良い。一般的に用いるのはＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどのスイッチング素子である。
【００５１】
本実施の形態では、前述のように励磁コイル１８は、定着フィルム１０とともに定着ユニット１００に設けられている。定着フィルム１０は、励磁回路３０７に対し、インダクタンス成分Ｌと抵抗成分Ｒからなる等価回路で表わすことができる。定着フィルム１０は、励磁コイル１８で発生される高周波磁界と、それによる定着フィルム１０の電磁誘導作用により、定着フィルム１０の等価回路に誘導電流が流れ、抵抗成分Ｒにより発生するジュール熱で発熱する。２０２は第１逆導通ダイオード、２０６は第２逆導通ダイオードである。フライバック電圧の振幅が大きく、第１スイッチング素子２０１のコレクタ端子２０１Ｃ側の電圧がエミッタ端子２０１Ｅ側の電圧より低くなる期間は、第１逆導通ダイオード２０２がターンオンし、電流が励磁コイル１８に流入する。この期間中、第１スイッチング素子２０１のコレクタ端子２０１Ｃ側の電圧は０Ｖにクランプされる。この期間に第１スイッチング素子２０１をオンすれば、電圧を背負うことなくスイッチングできることが一般に知られている。この様な駆動方法により第１スイッチング素子２０１のスイッチングに伴う損失を最小とすることができ、効率の良い、かつノイズの少ないスイッチングを可能としている。
【００５２】
２０４は第１共振コンデンサ、２０７は第２共振コンデンサである。第１スイッチング素子２０１がオフすると、励磁コイル１８は電流を流し続けようとするため、共振コンデンサ２０４，２０７と励磁コイル１８により定まる共振回路の尖鋭度により、フライバック電圧と呼ばれる高電圧が発生する。この電圧は電源電圧ＶBを中心に振動し、そのまま第１スイッチング素子２０１をオフ状態に保っておくと電源電圧ＶBに収束する。
【００５３】
励磁コイル１８を流れる電流のピーク値は、第１スイッチング素子２０１のオン時間とともに増加する。よって、オン時間が長いほど、励磁コイル１８に溜め込まれる励磁エネルギーを増大させることができる。即ち、励磁コイル１８に流れる交番電流の交番周波数を変化させることにより、定着ユニット１００に投入する電力を制御することができる。一方、第１スイッチング素子２０１のオフ時間は、本実施の形態１においては、フライバック電圧の振動周期に合わせて一定とした。
【００５４】
以下に、本発明の実施の形態に係る定着ユニット１００の温調制御について述べる。
【００５５】
図１１において、サーミスタ（ＴＨ）２６により検知された温度情報は、フィードバック（ＦＢ）回路４０１に入力される。このフィードバック回路４０１は、この温度情報に基づいてＰＩＤ演算を行って、定着フィルム１０の温度が目標温度を維持するのに最適な電力を出力できる第１スイッチング素子２０１のオン時間を算出し、この結果をドライバ（ＤＲＶ）回路４０２へ出力する。
【００５６】
本実施の形態１では、前述のように第１スイッチング素子２０１のオフ時間を固定してオン時間を可変させることにより、定着ユニット１００への電力供給を制御している。ここで、第１スイッチング素子２０１のオン時間をｔon、オフ時間をｔoff、励磁コイル１８を流れる交番電流の交番周波数をＦとすると、この関係は次式（１）で表される。
【００５７】
Ｆ＝１／（ｔon＋ｔoff）        …式（１）
図１３は、従来の定着ユニットの温調制御における第１スイッチング素子２０１のオン時間ｔonと、交番周波数Ｆとの関係を示す図である。
【００５８】
ｔonMAXとｔonMINはそれぞれ、本実施の形態の温調制御で用いる第１スイッチング素子２０１の最大オン時間と最小オン時間を示している。また、ＦmaxとＦminはそれぞれ、最小オン時間ｔonMINに対応する最大交番周波数と、最大オン時間ｔonMAXに対応する最小交番周波数を示している。
【００５９】
前述のように、定着ユニット１００への供給電力量は、第１スイッチング素子２０１のオン時間ｔonの増加とともに増加する。言い換えれば、交番周波数Ｆが小さいほど定着ユニット１００への供給電力量が多くなっている。本実施の形態１では、最大オン時間ｔonMAXを２５μ秒、最小オン時間ｔonMINを１．５μ秒とし、ドライバ回路４０２によりオン時間ｔonを２５６段階でＰＷＭ制御している。また第１スイッチング素子２０１のスイッチングオフ時間ｔoffは１７μ秒で固定としている。これを交番電流の交番周波数に置き換えると、最小交番周波数Ｆminは２３．８ｋＨｚ、最大交番周波数Ｆmaxは５４．１ｋＨｚとなる。そして、これらの周波数の間で２５６段階で可変制御される。
【００６０】
図１３において、斜線で示された領域１３００は、この周波数帯に含まれる交番周波数で定着ユニット１００への電力供給を行った場合に、定着フィルム１０の共振が発生し、これに起因する画像不良のレベルが実用上問題となる周波数帯を示している。この斜線領域１３００を、ここでは共振周波数帯と呼ぶことにする。
【００６１】
本実施の形態１の定着ユニット１００では、２３．８ｋＨｚ〜５４．１ｋＨｚの交番周波数範囲において、横軸を周波数、縦軸を振幅とすると図１４（Ａ）に示すように単峰特性となっており、定着フィルム１０が共振を起こす交番周波数は、約３０ｋＨｚを中心として、約２７．５〜３２．５ｋＨｚの範囲であった。
【００６２】
定着フィルム１０は、その材料及びサイズ、厚み、内径、長さにより定まる共振周波数を有しており、通常はいくつかの共振点が存在するため、広い周波数範囲で見ると図１４（Ｂ）のようになっている。
【００６３】
図１５は、従来の温調制御での画像形成動作時における交番電流の交番周波数の変化を時系列で示した模式図である。ここで斜線領域１５００は、図１３の場合と同様に、定着フィルム１０が共振を起こす共振周波数帯を示している。
【００６４】
「ウォームアップ時」１５０１は、画像形成動作の開始後に定着フィルム１０を定着可能な目標温度まで昇温させる状態を示している。ここでは、定着フィルム１０を素早く昇温させるために最大電力を供給する必要がある。図１１に示すように誘導加熱電源３００は、温調制御部４００のフィードバック制御回路４０１の演算結果に従って、第１スイッチング素子２０１のオン時間を最大ｔonMAXにする。即ち、最小交番周波数Ｆminの交番電流を出力する。そして定着フィルム１０の温度が目標温度近傍に到達した後では、誘導加熱電源３００は、フィードバック制御回路４０１の演算結果に従って、第１スイッチング素子２０１のオン時間を適切な値に絞る。即ち、交番周波数を適切な値に高め、定着フィルム１０の温度がオーバーシュートしないようにする。
【００６５】
次に「プリント時」１５０２では、実際に転写材Ｐである記録シートが定着ユニット１００に搬送されている状態であるため、定着フィルム１０を目標温度に維持するために、随時適切な電力供給を必要とする。フィードバック制御回路４０１の演算結果に従って、交番周波数がＦmaxからＦminまでの範囲で、適宜、最適な周波数の交番電流を出力する。実際には定着ユニット１００の加圧ローラ３０などの部品が、転写枚数が増えるにつれて暖まっていくことにより、定着プロセスに必要な電力は徐々に減少していく。このため、使用される交番周波数Ｆも時間と共に徐々に上昇していく傾向がある。
【００６６】
このようにプリント時には、使用される交番周波数Ｆが時間と共に変化するが（図１５）、この過程において、交番周波数Ｆが共振周波数帯１５００に差し掛かると、交番周波数に応じた電磁力により定着フィルム１０の共振が発生する。交番周波数がこの共振周波数帯１５００に入ると、その交番周波数の１／２の周波数で定着フィルム１０の共振が発生する場合があった。ここで転写材Ｐの吸湿度が低い場合には尾引きが発生しにくく、転写材Ｐの過帯電に伴なう画像乱れが発生しやすいため、転写材Ｐの除電を行うことにより画像の乱れを防止する。しかし、この除電により未定着トナーの紙への静電吸着力が弱くなり、定着フィルム１０の共振により未定着トナーが飛び散って尾引きとなることがあった。特に、交番周波数Ｆが、この交番周波数帯域１５００内に連続して留まる時間が長くなるほど、これらの現象は悪化する。
【００６７】
図１６は、図１５に示す状況で得られる画像の模式図を示す。
【００６８】
ここでは、図１５の(1),(3),(5)のタイミングで尾引きが発生している。
【００６９】
表１に示すように、転写材Ｐが除電されていて、かつ上記のように定着フィルム１０が共振する場合には、転写材Ｐの吸湿度に関わらず尾引きが発生する。特に交番周波数が３０ｋＨｚ付近の場合に激しい尾引きが発生する。
【００７０】
表１は、転写材Ｐの吸湿度と分離除電気のオン／オフに対応して、交番周波数と尾引きとの関係を説明する表で、転写材Ｐの吸湿度が低い場合に、交番周波数が３０ｋＨｚ付近で分離除電気をオンにすると、尾引きが発生して（×で示す）問題が発生することを示している。その他の周波数領域では、特に大きな尾引きによる問題は発生していない（○で示す）。
【００７１】
【表１】
2005250031.tif 000003
【００７２】
表２は、転写材Ｐの吸湿度と分離除電気のオン／オフに対応して、交番周波数と画像の乱れとの関係を説明する表で、これによれば、転写材Ｐの吸湿度に拘わらず、共振が発生する交番周波数帯域でも特に大きな画像の乱れが発生していないことが分かる。
【００７３】
【表２】
2005250031.tif 000004
【００７４】
本実施の形態１では、定着フィルム１０の共振に伴なって起こる尾引きを防止するため、交番周波数Ｆに応じて分離除電器８２の動作を変更している。交番周波数Ｆと定着フィルム１０の振動周波数の関係が、図１４（Ａ）のようになっている本実施の形態の場合の動作の説明を行う。定着フィルム１０の共振周波数は、問題とする周波数領域で単峰特性である。従って、転写材Ｐの吸湿度に拘わらず、特定の周波数領域では、分離除電器８２の動作をオフすることとし、かつ、少なくとも定着フィルム１０の共振がピークとなる交番電流の交番周波数は、分離除電器８２の動作をオフする周波数領域内に含まれるようにした（図１７）。即ち、本実施の形態１では、交番周波数が定着フィルム１０の共振周波数帯１５００にある場合、必ず分離除電器８２の動作をオフにしている。
また本実施の形態１では、励磁回路３０７が電圧共振であって、オフ幅が固定されているため、交番周波数とオン幅は、上記式（１）で示した関係にあり、オン幅を検知して分離除電器のオンオフを行っても良い。
【００７５】
また図１に示すように、分離除電器８２は定着ニップＮよりも転写材Ｐの搬送経路において上流に位置していることや、定着フィルム１０等の製造上のばらつきを考慮し、交番周波数が２５〜３５ｋＨｚの範囲になった場合には、転写材Ｐの吸湿度に関わらず分離除電器８２の動作をオフとしている。
【００７６】
図１８は、プリント時の交番周波数と分離除電器８２の動作の関係を示す図である。
【００７７】
転写材Ｐに対して分離除電器８２をオンする領域が可変であるため、転写材Ｐの搬送中に分離除電器８２はオン／オフを切り替えることができる。よって、転写材Ｐが除電すべき吸湿度にある場合には、分離除電器８２を最大限オンすることができる。その結果、表２に示すように尾引きを防止し、かつ画像乱れは発生することはあるものの、発生頻度、レベルともに軽微である。
【００７８】
表３は、転写材Ｐの吸湿度と分離除電器８２のオン／オフに対応して、交番周波数と尾引きとの関係を説明する表である。これによれば、交番周波数が２５〜３５ｋＨｚの範囲では転写材Ｐの吸湿度に関わらず分離除電器８２の動作をオンにすると尾引きが発生することがわかる。また転写材Ｐの吸湿度が低い場合に、交番周波数が２３．８〜２５ｋＨｚ及び３５〜５４．１ｋＨｚの範囲では、分離除電器８２の動作をオフにすると尾引きが発生することがわかる（−で示す）。
【００７９】
【表３】
2005250031.tif 000005
【００８０】
表４は、転写材Ｐの吸湿度と分離除電器８２のオン／オフに対応して、交番周波数と画像の乱れとの関係を説明する表である。これによれば、交番周波数が２５〜３５ｋＨｚの範囲では転写材Ｐの吸湿度に関わらず分離除電器８２の動作をオンにすると画像の乱れが発生することがわかる（−で示す）。また転写材Ｐの吸湿度が低い場合に、交番周波数が２３．８〜２５ｋＨｚ及び３５〜５４．１ｋＨｚの範囲では、分離除電器８２の動作をオフにすると画像の乱れが発生し（−で示す）、交番周波数が２５〜３５ｋＨｚの範囲では転写材Ｐの吸湿度が低いときに分離除電器８２の動作をオフにすると画像の乱れが発生することがわかる（△で示す）。
【００８１】
【表４】
2005250031.tif 000006
【００８２】
この理由としては、画像乱れの発生が先後端で顕著であり、転写材Ｐでは分離除電器８２をオフしていても、画像乱れになりにくいことが挙げられる。また、転写材Ｐの全面で交番周波数が２５〜３５ｋＨｚ内に張り付くことは稀である。また定着ユニット１００の温まり具合によって２５〜３５ｋＨｚの範囲の交番周波数を使用しない場合には画像乱れ及び尾引きの両方とも発生しない。
定着フィルム１０の共振周波数は、問題とする周波数帯域において単峰特性であるが、共振点が複数ある場合でも同様の制御で対応することが可能である。その結果、通常は転写材Ｐの吸湿度に応じて分離除電器８２をオン／オフするため、尾引きや乱れのない画像が得られる。また、定着フィルム１０の共振が発生する場合にのみ、転写材Ｐの吸湿度に拘わらず分離除電器８２をオフすることにより尾引きを防ぐことができる。また転写材Ｐの吸湿度が低い場合に分離除電器８２をオフすると画像乱れが発生することがあるが、定着フィルム１０の共振は交番周波数の特定周波数付近でしか発生しないため、実際上、画像不良として認識されることは稀である。
【００８３】
従って本実施の形態１では、交番周波数、又は分離除電器８２がオンになっている時間幅が特定の範囲に入った場合に、瞬間的に分離除電器８２の動作をオフする場合について説明してきたが、以下のような予測制御によって分離除電器８２の動作を決定することもできる。
【００８４】
・転写材Ｐの種類、定着ユニット１００の温まり具合、及び使用電圧などの情報から交番周波数を予測する。
【００８５】
・連続プリント時、１枚前のプリントでの交番周波数をそのまま次のプリントにフィードバックする
また本実施の形態１においては、電圧共振型の励磁回路を用いた場合で説明したが、励磁回路は例えば電流共振型でもよい。
【００８６】
図１９は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置における誘導加熱電源３００による定着ユニット１００の温度制御と分離除電器８２の制御処理の概略を説明するフローチャートで、この処理は図１１の温調制御部４００により実行される。
【００８７】
この処理は画像形成処理（プリント）が開始されている状態での温調制御を示しており、まずステップＳ１で、サーミスタ２６により検知されている定着ユニット１００の温度情報を入力する。次にステップＳ２で、その検出した温度が所定温度以下かどうかをみる。所定温度以下であればステップＳ３に進み、ゲート制御トランス（ＧＴ２）３０６をオンにして、励磁回路３０７による励磁コイル１８への励磁をオンにする。
【００８８】
一方ステップＳ２で検出した温度が所定温度以上の場合にはステップＳ４に進み、ゲート制御トランス（ＧＴ２）３０６をオフにして、励磁回路３０７による励磁コイル１８への励磁をオフにする。これは前述したように、目標温度と比較しながらＰＩＤ演算等を行い、励磁回路３０７のスイッチング素子の制御量を算出して励磁回路３０７の励磁コイル１８への出力を制御するものである。尚、ここでは励磁回路３０７のオフ時間は一定にしている。
【００８９】
こうして励磁回路３０７がオン／オフされる周波数が、前述の図１３や図１５に示すような共振周波数帯にあるかどうかをステップＳ５で判断し、その交番周波数が所定の範囲内に有ればステップＳ６に進み、その時点で分離除電器８２への通電をオフにする。一方、ステップＳ５で、励磁回路３０７がオン／オフされる周波数が共振周波数帯にないときはステップＳ７に進み、分離除電器８２への通電をオフにして、駆動ローラ８０の位置まで搬送されてきた転写材Ｐを除電する。
【００９０】
尚、前述したように図１９のステップＳ５では、転写材Ｐの材質を基にその転写材Ｐの吸湿度を判断し、その吸湿度と交番周波数とに基づいて分離除電器８２のオン／オフを制御するようにしても良い。
【００９１】
［実施の形態２］
本実施の形態２では、交番周波数を変化させるために、励磁回路３０７をオンする時間ｔonを固定にし、励磁回路３０７をオフする時間ｔoffを可変にする以外は実施の形態１と同様の構成である。例えば、前述の実施の形態１で述べたような、オン幅を可変にしてオフ幅を固定にする場合であって、オン幅の最小値（＝オフ幅）である場合には、最小電力となるのはオン幅が最小の時である。このような制御を行うと、使用される電圧によっては電力が絞りきれずに温調ができなかったり、またその場合でも、温調を保つために電力投入を完全にオフする場合が生じる。このため温調が不安定になったり、電源に負担を与えることが考えられる。
【００９２】
一方、励磁回路３０７をオンする時間ｔonを固定にし、励磁回路３０７をオフする時間ｔoffを可変にすれば、最小電力は限りなく「０」に近づけられるため、電力制御の幅を大きく広げることが可能となる。この場合には前述の図１９のフローチャートのステップＳ３で、励磁回路３０７を固定時間オンにし、ステップＳ４では励磁回路３０７をオフにする時間を可変にすることで対処できる。
【００９３】
［実施の形態３］
前述の実施の形態１の方法によれば、励磁回路３０７の交番周波数が特定の周波数帯域にある場合に分離除電器８２をオフするが、定着フィルム１０の製造上のばらつきを考慮しているため、分離除電器８２をオフする範囲が広くなってしまう。そこで本実施の形態３では、定着フィルム１０の振動検出手段を設けることにより、それぞれの定着フィルム１０における許容振動範囲以外でのみ（定着フィルム１０の振動が所定量以上の場合）、分離除電器８２の動作をオフさせる。これにより、分離除電器８２の動作をオフにする時間を最小にでき、尾引きを発生させないと同時に、転写材Ｐの過帯電に伴う画像不良も極力発生させないようにできる。
【００９４】
この実施の形態３に係る温調制御部４００は、不図示の電流検出回路、フィルタ回路、定電流回路、電流値設定回路、オン幅決定回路、タイマ回路、バンドパスフィルタ、制御回路等を有している。ここで電流検出回路は、カレントトランスとカレントトランス出力両端に設けられた検出抵抗により、一次側に流れた電流を電圧に変換し、フィルタ回路にてノイズ成分を取り除いた波形として検出する。バンドパスフィルタは、電流検出回路により検出された検出波形から定着フィルムの振動に影響する周波数成分の大きさを検出する。
【００９５】
図２０（Ａ）は、共振発生前のコイル電流波形とその包絡線波形を示す図、図２０（Ｂ）は、振動発生時のコイル電流波形およびその包絡線波形を示す図、そして図２０（Ｃ）は、横軸に周波数、縦軸にフィルタ回路の出力電圧を示した図である。
【００９６】
定着フィルム１０が振動すると、励磁コイルと定着フィルム１０との磁気結合が変化するため定着フィルム１０の振動周期で負荷変動が生じる。これにより図２０（Ａ）と図２０（Ｂ）の差で示されるように、励磁電流の高調波歪成分となって振動が検出される。定着フィルム１０が共振する交番周波数域は、画像形成装置ごとに異なっており、上記の方法によってそれぞれの装置で共振が発生する交番周波数を検知できる。画像形成装置の動作初期のみ、或は時間やプリント数に応じて共振周波数を検知し、その共振周波数帯では分離除電器８２の動作をオフする。その結果、前述の実施の形態１，２のように、部品のばらつきを考慮して分離除電器８２の動作を決定する必要がなくなり、分離除電器８２をオンさせる領域を広げることが可能となる。
【００９７】
またバンドパスフィルタをデジタルフィルタにより構成し、フィルタ帯域をソフトウェアにより変更できるよう構成しても良い。また、その中心周波数を可変としてもよい。
【００９８】
また定着フィルム１０の振動検出方法としては、圧電素子等のセンサを使用して検知しても良い。このセンサの取り付ける位置としては、加圧ステー、定着フレームなどが挙げられる。このような素子を用いる場合、増幅回路及びフィルタが必要になる。フィルタ回路を構成する代わりにデジタルフィルタを用いても良い。
【００９９】
また、検索コイルを設けて振動を検出しても良い。定着ユニット１００内又は外部のフィルム近傍に検出用のコイルを設け、カレントトランスの検出と同様に、検出抵抗とフィルタ回路により、対象とする周波数成分の振幅を検出する。この場合にはコイルの設置位置、検出コイルの形状及びサイズを任意にすることができる。これにより、検出回路のインピーダンス特性と併せて設計できるため、検出に有利であり、高感度の検出が可能となる。
【０１００】
この場合は前述の図１９のステップＳ５において、定着フィルム１０の振動を検出し、その検出した振動が所定量以上であればステップＳ６に進み、そうでないときはステップＳ７に進むようにすれば、図１９のフローチャートと同様にして実行できる。
【０１０１】
［実施の形態４］
前述の実施の形態１〜３においては、分離除電器８２をオンさせる場合には、略４ＫＶの高電圧を高圧電源より印加し、オフ時は０Ｖとしていた。しかし、分離除電器８２の対向面をトナー像を担持した転写材Ｐが移動する場合、分離除電器８２に電圧を印加させないと分離除電器８２のコロナワイヤ３０００（図３）がトナーにより著しく汚染される場合がある。これは図４に示すような針状電極を有する分離除電器でも同様であり、針状電極に電圧が印加されない場合は針先端が著しく汚染される。
【０１０２】
このような場合、高圧バイアス電源に正負両極性の出力を具え、分離除電器８２のオフ時においても、コロナ放電が生じない程度の弱い負のバイアス電圧を分離除電器８２に適宜印加することで、トナーによる電極の汚染を防止できる。
【０１０３】
一例としては、前述の実施の形態１において、転写材Ｐの電気抵抗が分離除電器８２がオンしない領域にある場合には、常に分離除電器８２に略−５００Ｖの電圧を印加することにより、前述の分離除電器８２の電極の汚染を防止できた。より汚染防止効果を求める場合には、搬送ベルト７８の動作中は、分離除電器８２をオンする場合以外は、常に−５００Ｖ程度の電圧を分離除電器８２に印加することが望ましい。
【０１０４】
なお、分離除電器８２に印加する汚れ防止バイアス電圧はトナーと同極性で、かつコロナ放電を起こす閾値電圧以下の電圧値であれば良い。本実施の形態４では、−１００〜−２０００Ｖ程度が適当な値であった。
【０１０５】
尚、上述の例では、定着ユニット１００の励磁発熱駆動を、定着フィルム１０の温度を検出しその検出した温度に応じて行うように説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば環境温度、連続印刷時間、連続電源オンの時間などに基づいて定着フィルムの温度を推定し、その推定した温度に基づいて予め定めた周期で定着ユニット１００の発熱駆動を行うようにしても良い。
【０１０６】
本発明の目的は前述したように、本実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤーＲＯＭ，ＣＤーＲ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１０７】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれている。
【０１０８】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含む。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部の構成を説明する図である。
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置におけるバイアス電圧の制御経路を説明する図である。
【図３】ワイヤタイプ型の分離除電器の模式図である。
【図４】針状電極タイプ型の分離除電器の模式図である。
【図５】本実施の形態に係る定着ユニットの断面図である。
【図６】本実施の形態に係る定着ユニットの正面図である。
【図７】本実施の形態に係る定着ユニットにおける、内部に磁場発生手段を配設支持させた右側のフィルムガイド部材半体の斜視模型図である。
【図８】本実施の形態に係る定着ユニットにおける磁場発生手段と発熱量Ｑの関係を示した図である。
【図９】本実施の形態に係る電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成を示す図である。
【図１０】定着フィルムの発熱層深さと電磁波強度との関係を示したグラフ図である。
【図１１】本実施の形態に係る定着ユニット及び温調制御部を含む誘導加熱電源の全体構成を示すブロック図である。
【図１２】本実施の形態に係る誘導加熱電源の励磁回路の要部を説明する回路図である。
【図１３】従来の定着ユニットの温調制御における第１スイッチング素子のオン時間ｔonと、交番周波数Ｆとの関係を示す図である。
【図１４】交番周波数ｆと定着フィルム共振の振幅との関係を示す図で、（Ａ）は、２３．８ｋＨｚ〜５４．１ｋＨｚの交番周波数範囲での特性を示し、（Ｂ）は広い周波数範囲でみた場合を示している。
【図１５】従来の温調制御での画像形成動作時における交番電流の交番周波数の変化を時系列で示した模式図である。
【図１６】図１５に示す状況で得られる画像の一例の模式図である。
【図１７】本実施の形態の温調制御におけるスイッチング素子のオン時間ｔonと交番周波数Ｆとの関係、及び分離除電器の動作の関係を示す図である。
【図１８】プリント時の交番周波数と分離除電器の動作の関係を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における誘導加熱電源による定着ユニットの温度制御と分離除電器の制御処理の概略を説明するフローチャートである。
【図２０】図２０（Ａ）は、本発明の実施の形態３を説明するための共振発生前のコイル電流波形とその包絡線波形を示す図、図２０（Ｂ）は、振動発生時のコイル電流波形およびその包絡線波形を示す図、そして図２０（Ｃ）は、横軸に周波数、縦軸にフィルタ回路の出力電圧を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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