(57)【要約】【課題】ＩＨＦにおいて小サイズ紙へ連続印刷した場合の非通紙部昇温を防止し、かつ待機時における熱効率の良い加熱装置または画像形成装置を提供する。【解決手段】定着スリーブガイド部材のニップ部に設けられた摺動板の代わりにセラミックヒータを配置、あるいは中空加圧ローラ中心部にハロゲンヒータを配置する。セラミックヒータとハロゲンヒータの発熱体長さは、通紙可能な小サイズの幅に応じた長さとする。小サイズ紙連続印刷時には、セラミックヒータまたはハロゲンヒータをオンさせると共にＩＨＦへの供給電力を低下させる。スタンバイ時には、セラミックヒータまたはハロゲンヒータにより温調することで、直接的に加圧ローラを温める。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場発生手段の磁界の作用で発熱する電磁誘導発熱部材を利用した第一の加熱手段と、
前記電磁誘導発熱部材と圧接し電磁誘導発熱部材にニップ部を形成する加圧部材と、
前記加圧部材に前記電磁誘導発熱部材を介して対向して配置され前記ニップ部に所定の圧力を印加する加圧ローラと、
前記加圧部材の一部として前記ニップ部に設けられた絶縁基板と、
を有する誘導加熱定着装置において、
装置が通紙可能な記録材の最小幅に対応して設定された所定寸法の発熱体を、前記絶縁基板と一体構造とした第二の加熱手段を有することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の第二の加熱手段は、基板材質がＡｌ２Ｏ３あるいはＡｌＮであることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
磁場発生手段の磁界の作用で発熱する電磁誘導発熱部材を利用した第一の加熱手段と、
前記電磁誘導発熱部材と圧接し電磁誘導発熱部材にニップ部を形成する加圧部材と、
前記加圧部材に前記電磁誘導発熱部材を介して対向して配置され前記ニップ部に所定の圧力を印加する中空の加圧ローラと、
を有する誘導加熱定着装置において、
装置が通紙可能な記録材の最小幅に対応して設定された所定の発熱分布を有する第三の加熱手段を、加圧ローラ内部に配置したことを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
請求項３記載の第三の加熱手段とは、装置が通紙可能な記録材の最小幅に対応して設定された、所定の発熱体の長さを有するハロゲンヒータであることを特徴とする請求項３記載の加熱装置。
【請求項５】
請求項３記載の第三の加熱手段とは、装置が通紙可能な記録材の最小幅に対応して、配光分布を長手方向に異ならしめたハロゲンヒータであることを特徴とする請求項３記載の加熱装置。
【請求項６】
静電記録方式を用いて像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上のトナー像を写し取る記録媒体と、
前記記録媒体上のトナー像を溶融定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、
前記定着手段として、加熱装置を備えたことを特徴とする前記請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置の画像形成制御手段は、記録材の通紙幅に応じて、第一の加熱手段および第二の加熱手段への通電を、あるいは第一の加熱手段および第三の加熱手段への通電を制御することで、加熱装置の端部の温度上昇を軽減することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
請求項６記載の画像形成装置の画像形成制御手段は、装置の待機時において、前記第二の加熱手段あるいは第三の加熱手段への通電を制御することで、待機時における加熱装置の温度を、画像形成動作時よりも低い所定の温度範囲内に制御することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱定着方式の加熱装置、及び前記加熱装置を像加熱装置として備えた電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９，１０に、本発明が対象とする誘導加熱定着装置を使用した画像形成装置の一例である、タンデムタイプの画像形成装置の構成を示す。
【０００３】
これらの図をもとにレーザビームプリンタの画像形成動作ついて説明する。
【０００４】
タンデムタイプの画像形成装置は、黒画像（Ｂｋ），イエロー画像（Ｙ），マゼンタ画像（Ｍ），シアン（Ｃ）画像の各色ごとに画像形成部を設けている。
【０００５】
それぞれの画像形成部には、感光体ドラム１８、感光ドラムを一様に帯電する一次帯電器１６、感光体ドラム上に潜像を形成するスキャナユニット１１、潜像を現像して可視像とする現像器１４、可視像を転写紙に転写する転写器１９、感光体の残留トナーを除去するクリーニング装置１５等がある。
【０００６】
パーソナルコンピュータ等の外部機器（図示しない）からの画像形成指示があると、画像形成装置内のコントローラ（図示しない）において画像情報が露光手段であるレーザビームをオンオフする画像信号（ＶＤＯ信号）１０１に変換される。
【０００７】
１０１は画像信号（ＶＤＯ信号）で、スキャナユニット１１内のレーザユニット１０２に入力される。１０３は、前記レーザユニット１０２によりオンオフ変調されたレーザビームである。１０４はスキャナモータで回転多面鏡（ポリゴンミラー）１０５を定常回転させる。１０６は結像レンズでポリゴンミラーによって変更されたレーザビーム１０７を被走査面である感光ドラム１８上に焦点を結ばせる。
【０００８】
したがって、画像信号１０１により変調されたレーザビーム１３は、感光ドラム１８上を水平走査（主走査方向への走査）され、感光ドラム１８上に潜像を形成する。
【０００９】
１０９はビーム検出口で、スリット状の入射口よりビームを取り入れる。この入射口より入ったレーザビームは、光ファイバ１１０内を通って光電変換素子１１１に導かれる。光電変換素子１１１により電気信号に変換されたレーザビームは、増幅回路（図示しない）により増幅された後、水平同期信号となる。
【００１０】
９は転写材である転写紙であり、カセット２２から給紙される。給紙された転写紙は、画像形成部とタイミングをとるために、レジストローラ２１で待機する。
【００１１】
また、レジストローラ２１の近傍には、給紙された転写紙の先端を検知するためのレジセンサ２４が設けてある。画像形成部を制御する画像形成制御部はレジセンサ２４の検出結果により、紙の先端がレジストローラ２１に到達したタイミングを検知し、１色目（図の例ではイエロー色）の像を、像担持体である感光ドラム１８上に形成するとともに、定着器２３のヒータ（図示しない）温度を所定の温度になるよう制御する。
【００１２】
２９は吸着ローラであり、このローラの軸に吸着バイアスを印可し、転写紙を搬送ベルト２０上に静電的に吸着させる。
【００１３】
レジストローラ２１で待機した転写紙は、レジセンサ２４の検出結果と像形成プロセスとのタイミングをとって、各色画像形成部を貫通するように配置された転写ベルト２０上を搬送されるとともに、転写器１９により１色目の画像が転写紙上に転写される。
【００１４】
同様に、２色目（図の例ではマゼンタ）の像は、レジセンサ２４の検出結果と、２色目像形成プロセスとのタイミングを取って、転写ベルト２０上を搬送される転写紙上の、１色目の像の上に重畳転写される。以降同様に、３色目（図の例ではシアン）の像，４色目（図の例では黒色）の像は、各像形成プロセスとのタイミングを取って、転写紙上に順次重畳転写される。
【００１５】
定着器２３へ搬送された転写紙上のトナーｔは、転写紙が定着器２３のニップ部Ｎを通過することにより、加圧、過熱されて転写紙に溶融定着される。定着器２３を通過した転写紙は機外に排紙されフルカラーの画像形成が終了する。
【００１６】
次に、誘導加熱定着装置について説明する。
【００１７】
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てジュール熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させることができて、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装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【００１８】
定着装置（加熱手段）２３
図１１は本例の定着装置の断面略図、図１２は定着装置の正面略図、図１３は定着装置の主要部斜視図である。
【００１９】
本例定着装置２３は電磁誘導発熱性円筒（以下定着定着スリーブ）を用いた、加圧ローラ駆動方式、電磁誘導加熱方式の装置である。磁場発生手段は磁性コア５０５ａ・５０５ｂ・５０５ｃ及び励磁コイル５０６からなる。
【００２０】
磁性コア５０５ａ・５０５ｂ・５０５ｃは高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるのがよい。
【００２１】
励磁コイル５０６には給電部５０６ａ・５０６ｂに励磁回路３００（図１６）を接続してある。この励磁回路３００は２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの高周波をスイッチング電源で発生できるようになっている。
【００２２】
励磁コイル５０６は励磁回路３００から供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。
【００２３】
５１６ａ，５１６ｂは横断面略半円弧状樋型のスリーブガイド部材であり、開口側を互いに向かい合わせて略円柱体を構成し、外側に円筒状の電磁誘導性発熱ベルトである定着スリーブ５０１をルーズに外嵌させてある。
【００２４】
前記スリーブガイド部材５１６ａは、磁場発生手段としての磁性５０５ａ・５０５ｂ・５０５ｃと励磁コイル５０６を内側に保持している。
【００２５】
５１０はスリーブガイド部材５１６ａの内面平面部に当接させて配設した横長の加圧用剛性ステイである。
【００２６】
５０９は、磁性コア５０５ａ・５０５ｂ・５０５ｃ及び励磁コイル５０６と加圧用剛性ステイ５１０の間を絶縁するとともにコア５０５ａ・５０５ｂ・５０５ｃを保持する励磁コイル保持部材である。
【００２７】
フランジ部材５２３ａ・５２３ｂはスリーブガイド部材５１６ａ，５１６ｂのアセンブリの左右両端部に外嵌し、前記左右位置を固定しつつ回転自在に取り付け、定着スリーブ５０１の回転時に前記定着スリーブ５０１の端部を受けて定着スリーブのベルトガイド部材長手に沿う寄り移動を規制する役目をする。
【００２８】
加圧部材としての加圧ローラ５３０は、芯金５３０ａと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層５３０ｂとで構成されており、芯金５３０ａの両端部を装置の不図示のシャーシ側板金間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。
【００２９】
加圧用剛性ステイ５１０の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材５２９ａ・５２９ｂとの間にそれぞれ加圧バネ５２５ａ・５２５ｂを縮設することで加圧用構成ステイ５１０に押し下げ力を作用させている。これによりスリーブガイド部材５１６ａの下面と加圧ローラ５３０の上面とが定着スリーブ５０１を挟んで圧接して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３０】
加圧ローラ５３０は駆動手段Ｍにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ５３０の回転駆動による前記加圧ローラ５３０と定着スリーブ５０１の外面との摩擦力で定着スリーブ５０１に回転力が作用し、前記定着スリーブ５０１がその内面が定着ニップＮにおいて下記摺動部材５４０の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ５３０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってスリーブガイド部材５１６ａ，５１６ｂの外回りを回転状態になる。
【００３１】
スリーブガイド部材５１６ａには、図１１に示すように紙面垂直方向長手の摺動部材５４０がニップ部Ｎの加圧ローラ５３０との対向面側で、定着スリーブ５０１の内側に配設してある。
【００３２】
摺動部材５４０の基材にはは厚さ約１［ｍｍ］セラミックを用いている。定着ニップ部Ｎにおける摺動部材５４０の下面と定着スリーブ５０１の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために、摺動部材５４０の下面はガラス材等の潤滑部材で被覆してある。なおかつ、定着ニップ部Ｎの摺動部材５４０の下面と定着スリーブ５０１の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させてある。
【００３３】
ガラス材による被覆とグリス塗布は、摺動部材５４０としてセラミック材等を用いた場合のように表面滑り性が材質的によくない或いは仕上げ加工を簡素化した場合に、摺動する定着スリーブ５０１に傷をつけて定着スリーブ５０１の耐久性が悪化してしまうことを防ぐものである。
【００３４】
また、図１３に示すように、スリーブガイド部材５１６ａの周面に、その長手に沿い所定の間隔を置いて凸リブ部５１６ｅを形成具備させ、スリーブガイド部材５１６ａの周面と定着スリーブ５０１の内面との接触摺動抵抗を低減させて定着スリーブ５０１の回転負荷を少なくしている。このような凸リブ部はスリーブガイド部材５１６ｂにも同様に形成具備することができる。
【００３５】
図１４は交番磁束の発生の様子を模式的に表したものである。磁束Ｃは発生した交番磁束の一部を表す。
【００３６】
磁性コア５０５ａ・５０５ｂ・５０５ｃに導かれた交番磁束（Ｃ）は、磁性コア５０５ａと磁性コア５０５ｂとの間、そして磁性コア５０５ａと磁性コア５０５ｃとの間において定着スリーブ５０１の電磁誘導発熱層１に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層１の固有抵抗によって電磁誘導発熱層１にジュール熱（渦電流損）を発生させる。ここでの発熱量Ｑは電磁誘導発熱層１を通る磁束の密度によって決まり図１４のグラフような分布を示す。
【００３７】
図１４のグラフは、縦軸が磁性コア５０５ａの中心を０とした角度θで表した定着スリーブ５０１における円周方向の位置を示し、横軸が定着スリーブ５０１の電磁誘導発熱層１での発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈは最大発熱量をＱとした場合、発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定義する。これは、定着に必要な発熱量が得られる領域である。
【００３８】
この定着ニップ部Ｎの温度は、不図示の温度検知手段を含む温調系により励磁コイル５０６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。４０５は定着スリーブ５０１の温度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例においてはサーミスタ４０５で測定した定着スリーブ５０１の温度情報をもとに定着ニップ部Ｎの温度を制御するようにしている。
【００３９】
而して、定着スリーブ５０１が回転し、励磁回路３００から励磁コイル５０６への給電により上記のように定着スリーブ５０１の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像ｔが形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着スリーブ５０１と加圧ローラ５３０との間に画像面が上向き、即ち定着スリーブ面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定着スリーブ５０１の外面に密着して定着スリーブ５０１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この定着ニップ部Ｎを定着スリーブ５０１と一緒に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定着スリーブ５０１の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回転定着スリーブ５０１の外面から分離して排出搬送されていく。被記録材上の加熱定着トナー画像は定着ニップ部通過後、冷却して永久固着像となる。
【００４０】
図１２に示すように、定着スリーブ５０１のこの発熱域Ｈ（図１６）の対向位置に暴走時の励磁コイル５０６への給電を遮断するため温度検知素子であるサーモスイッチ５０２を配設している。
【００４１】
温度検知素子であるサーモスイッチ５０２は＋２４ＶＤＣ電源とリレースイッチ３０３と直列に接続されており、サーモスイッチ５０２が切れると、リレースイッチ３０３への給電が遮断され、リレースイッチ３０３が動作し、励磁回路３００への給電が遮断されることにより励磁コイル５０６への給電を遮断する構成をとっている。リレースイッチ３０３はＯＦＦ動作温度を２２０℃に設定した。
【００４２】
また、リレースイッチ３０３は定着スリーブ５０１の発熱域Ｈに対向して定着スリーブ５０１の外面に非接触に配設した。リレースイッチ３０３と定着スリーブ５０１との間の距離は略２ｍｍとした。これにより、定着スリーブ５０１にリレースイッチ３０３の接触による傷が付くことがなく、耐久による定着画像の劣化を防止することができる。
【００４３】
本例によれば、装置故障による定着装置暴走時、定着ニップＮで発熱する構成とは違い、定着ニップＮに紙が挟まった状態で定着器が停止し、励磁コイル５０６に給電が続けられ定着スリーブ５０１が発熱し続けた場合でも、紙が挟まっている定着ニップ部Ｎでは発熱していないために紙が直接加熱されることがない。また、発熱量が多い発熱域Ｈには、リレースイッチ３０３が配設してあるため、サーモスイッチ５０２が２２０℃を感知して、サーモスイッチが切れた時点で、リレースイッチ３０３により励磁コイル５０６への給電が遮断される。
【００４４】
温度検知素子としてサーモスイッチのほかに温度ヒューズを用いることもできる。
【００４５】
本例ではトナーｔに低軟化物質を含有させたトナーを使用したため、定着装置にオフセット防止のためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物質を含有させていないトナーを使用した場合にはオイル塗布機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有させたトナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を行ってもよい。
【００４６】
Ａ）励磁コイル５０６
励磁コイル５０６はコイル（線輪）を構成させる導線（電線）として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイルを形成している。本例では１０ターン巻いて励磁コイル５０６を形成している。
【００４７】
絶縁被覆は定着スリーブ５０１の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。たとえば、アミドイミドやポリイミドなどの被覆を用いるとよい。
【００４８】
励磁コイル５０６は外部から圧力を加えて密集度を向上させてもよい。
【００４９】
励磁コイル５０６の形状は、図９のように発熱層の曲面に沿うようにしている。本例では定着ベルトの発熱層と励磁コイル５０６との間の距離は略２ｍｍになるように設定した。
【００５０】
励磁コイル保持部材５０９の材質としては絶縁性に優れ、耐熱性がよいものがよい。例えば、フェノール樹脂、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、ＬＣＰ樹脂などを選択するとよい。
【００５１】
磁性コア５０５ａ・５０５ｂ・５０５ｃ及び励磁コイル５０６と、定着スリーブの発熱層の間の距離はできる限り近づけた方が磁束の吸収効率が高いのであるが、この距離が５ｍｍを越えるとこの効率が著しく低下するため５ｍｍ以内にするのがよい。また、５ｍｍ以内であれば定着スリーブ５０１の発熱層と励磁コイル５０６の距離が一定である必要はない。
【００５２】
励磁コイル５０６の励磁コイル保持部材５０９からの引出線すなわち５０６ａ・５０６ｂ（図１１）については、励磁コイル保持部材５０９から外の部分について束線の外側に絶縁被覆を施している。
【００５３】
Ｂ）定着スリーブ５０１
図１５は本例における定着スリーブ５０１の層構成模型図である。本例の定着スリーブ５０１は、電磁誘導発熱性の定着スリーブ５０１の基層となる金属ベルト等でできた発熱層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３の複合構造のものである。発熱層１と弾性層２との間の接着、弾性層２と離型層３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。略円筒形状である定着スリーブ５０１において発熱層１が内面側であり、離型層３が外面側である。前述したように、発熱層１に交番磁束が作用することで前記発熱層１に渦電流が発生して前記発熱層１が発熱する。その熱が弾性層２・離型層３を介して定着スリーブ５０１を加熱し、前記定着ニップＮに通紙される被加熱材としての被記録材Ｐを加熱してトナー画像の加熱定着がなされる。
【００５４】
高周波インバータ装置
図１６は、誘導加熱制御部の全体構成ブロック図である。
【００５５】
以下に回路の動作について説明を行う。３０１は電源ライン入力端子、３０２は、サーキットブレーカー、３０３はリレー、３０４は、交流入力から、両波整流を行うブリッジ整流回路と高周波フィルタを行うコンデンサで構成された整流回路、３０５、３０６はゲート制御トランス、３０７は主スイッチ素子、３０８は第２のスイッチ素子、３０９は共振コンデンサ、３１０は第２の共振コンデンサ、３１１は３０７、３０８でスイッチングされたスイッチング電流を検出するカレントトランスである。３１３は定着器ユニット部を示しており電気部品構成としては前述説明した励磁コイルと温度検出サーミスタ４０５と過昇温を検出するサーモスイッチ５０２を有している。Ｓ３０２は定着器の加熱オン／オフ信号であり、画像形成制御部（図示せず）から送られてくる電圧信号により本インバータ装置の出力オン、オフを制御している。３１６は、定着器のサーミスタ温度検出値Ｓ３０３に基づき、目標温度の設定信号Ｓ３０１と比較しながら制御量をコントロールするフィードバック制御回路、３１５はフィードバック制御信号を受けて、本コンバータの制御形態に相応しい制御を行うドライバ回路である。
【００５６】
３０７、３０８のスイッチング素子としては、パワー用電力スイッチ素子が最適であり、ＦＥＴもしくはＩＧＢＴ（＋逆導通ダイオード）により構成している。共振電流を制御する為、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。
【００５７】
３０１から交流電源入力を受け、過電流ブレーカ３０２及びリレー３０３を介して整流回路３０４にＡＣ電源が印加されると、両波整流ダイオードにより、脈流化ＤＣ電圧を生成する。
【００５８】
スイッチング素子３０７がスイッチングを行うようにゲートトランス３０５をドライブする事により励磁コイル３０３と共振コンデンサ３０９で形成された共振回路に交流パルス電圧が印可される。この結果、スイッチング素子３０８の導通時には励磁コイル５０６に脈流化ＤＣ電圧が印可され、励磁コイル５０６のインダクタンスと抵抗により定まる電流が流れはじめる。ゲート信号に従ってスイッチング素子がターンオフすると、励磁コイルは電流を流し続けようとするため、両端に共振コンデンサと励磁コイル５０６により定まる共振回路の尖鋭度Ｑ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を中心に振動し、そのままオフ状態を保っておくと電源電圧に収束する。
【００５９】
フライバック電圧のリンギングが大きく、スイッチ素子のコイル側端子の電圧が負になる期間は逆導通ダイオードがターンオンし、電流がコイル５０６に流入する。この期間中コイルとスイッチ素子の接点は０Ｖにクランプされることになる。この様な期間にスイッチ素子をオンすれば、スイッチ素子は電圧を背負うことなくターンオン可能なことが一般に知られており、ＺＶＳ（Ｚｅｒｏ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれている。この様な駆動方法によりスイッチ素子のスイッチングに伴う損失は最小とすることができ、効率の良い、ノイズの少ないスイッチングを可能としている。
【００６０】
図１３，１７を用いて、温度検出用サーミスタユニット４００について説明する。
【００６１】
図１７はサーミスタユニットの略図である。
【００６２】
４０５はサーミスタであり、温度が低いときには高抵抗となり、温度が高いときには低抵抗となる温度可変抵抗体素子である。
【００６３】
サーミスタ４０５は直方体にカットされたスポンジ４１４上に耐熱ボンド（登録商標）等の接着材により固定されている。スポンジ４１４は、所定の角度にあらかじめ曲げられ、かつ弾性を有するステンレス鋼からなる板バネ部材４１３上先端に接着されている。板バネ４１３は、サーミスタユニットを組み付けた際、サーミスタ４０５が定着スリーブ５０１の内壁に当接する当接圧を調整する役割を持っており、定着スリーブを回転駆動したときに生じる定着スリーブ５０１の変位量を吸収し、サーミスタ４０５と定着スリーブ５０１内壁が、常に良好な状態で接触するようにしている。
【００６４】
また、板バネ部材の他端は、モールド部材により形成されたサーミスタ保持部材４１１に一体成形されている。
【００６５】
サーミスタ保持部材４１１には、サーミスタユニットを加圧用剛性ステイ５１０にネジ止めするためのネジ穴が設けられている。
【００６６】
また、サーミスタユニットを組み付けた際、定着スリーブ５０１の内壁にサーミスタ４０５が直接当接することを回避し、かつ摺動性を良くするために、絶縁性テープ（図示せず）を板バネ４１３の一部、サーミスタ４０５、スポンジ４１４を覆い隠すように貼り付けてある。
【００６７】
さらに、前記耐熱性グリスなどの潤滑剤が、定着スリーブ５０１の内面塗布されているために、定着スリーブ５０１の内壁と絶縁性テープとの間にグリスが介在しさらに摺動性を向上させている。
【００６８】
４１６はサーミスタ４０５からのリード線であり耐熱性の電線が用いられている。
【００６９】
サーミスタユニット４００が組みつけの際には、スリーブガイド部材５１６内の加圧用剛性ステイ５１０にネジ止めされるため、スリーブガイド部材５１６ｂ側に図１３のような位置関係で取り付けられる。その後、スリーブガイド部材５１６と共に、スリーブ５０１内に図中のＡ方向に挿入され、定着器の１つのユニットを構成する。定着スリーブ５０１内に収納されたサーミスタ４０５は、図１０中の発熱域Ｈ部分に定着スリーブ５０１に内接し、発熱域Ｈの温度を検出する。画像形成装置は、この発熱域Ｈ部に配置されたサーミスタで検出した温度によって、ニップ部Ｎの温度を定着に適正な温度となるように制御している。
【００７０】
また、発熱域は、画像形成装置が通紙可能な最大通紙幅にほぼ等しい領域において、ほぼ均一に発熱するように制御されている。
【００７１】
また、プリント開始から画像形成された紙が排出されるまでの時間を短縮するために、待機時においても所定の時間間隔で電力投入することで、定着器の温度を画像形成時よりも低い温度に温めるような制御行っており、プリント開始してから所定の定着温度に早く到達するようにしている。
【００７２】
このような、電磁誘導加熱方式の定着手段を有する画像形成装置においては、発熱域が、最大通紙幅に対応した長さ、または、ある紙種（たとえばＡ４やＢ４といった定型の記録紙、以下卯通サイズ紙と称する）の幅に対応した適当な長さである場合、前記発熱体の長さよりも短い普通紙の記録紙（小サイズ紙）を通紙した時には、この発熱領域かつ非通紙領域において、通紙域に比べて温度が高くなってしまう場合（以下、非通紙部昇温と称する）がある。この非通紙部昇温を検出するために、図１２に示すようにサーミスタ４０５と同形状のサーミスタ４０６小サイズ紙の非通紙領域に配置してある。
【００７３】
そして、この非通紙領域において、温度が高くなりすぎると、定着スリーブ部材等、周囲の部材にダメージを与えてしまう場合がある。従来、この影響を緩和するために、端部の温度をサーミスタ４０６で検出して、あるいは転写紙の幅サイズにしたがって、転写紙の連続印字間隔をあけてスループットを小さくしていた。
【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】
【００７４】
しかしながら従来のような構成では、端部の温度が上昇してきた際に、転写紙のスループットを小さくするため、小サイズ紙の連続プリントスピードが低下してしまっていた。
【００７５】
また、待機時の温度制御時においては、極力消費電力の低減を図るべく定着スリーブおよび定着ローラの回転を停止したまま定着器へ電力投入するため、電磁誘導加熱定着方式の発熱域もニップＮ方向へ回転移動しない。このため、比較的比熱の大きな定着ローラが温まりにくく待機時の熱効率がやや悪かった。
【００７６】
以上の課題を解決するために、定着スリーブガイド部材のニップ部に設けられた摺動板の代わりにセラミック面発ヒータを配置、あるいは中空加圧ローラ中心部にハロゲンヒータを配置することで、定着器のスペースを有効活用し、非通紙部昇温を改善することができ、かつ待機時における熱効率の良い加熱装置または画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００７７】
この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【００７８】
（１）磁場発生手段の磁界の作用で発熱する電磁誘導発熱部材を利用した第一の加熱手段と、前記電磁誘導発熱部材と圧接し電磁誘導発熱部材にニップ部を形成する加圧部材と、前記加圧部材に前記電磁誘導発熱部材を介して対向して配置され前記ニップ部に所定の圧力を印加する加圧ローラと、前記加圧部材の一部として前記ニップ部に設けられた絶縁基板と、を有する誘導加熱定着装置において、装置が通紙可能な記録材の最小幅に対応して設定された所定寸法の発熱体を、前記絶縁基板と一体構造とした第二の加熱手段を有することを特徴とする加熱装置。
【００７９】
（２）前記（１）記載の第二の加熱手段は、基板材質がＡｌ２Ｏ３あるいはＡｌＮであることを特徴とする前記（１）記載の加熱装置。
【００８０】
（３）磁場発生手段の磁界の作用で発熱する電磁誘導発熱部材を利用した第一の加熱手段と、前記電磁誘導発熱部材と圧接し電磁誘導発熱部材にニップ部を形成する加圧部材と、前記加圧部材に前記電磁誘導発熱部材を介して対向して配置され前記ニップ部に所定の圧力を印加する中空の加圧ローラと、を有する誘導加熱定着装置において、装置が通紙可能な記録材の最小幅に対応して設定された所定の発熱分布を有する第三の加熱手段を、加圧ローラ内部に配置したことを特徴とする加熱装置。
【００８１】
（４）前記（３）記載の第三の加熱手段とは、装置が通紙可能な記録材の最小幅に対応して設定された、所定の発熱体の長さを有するハロゲンヒータであることを特徴とする前記（３）記載の加熱装置。
【００８２】
（５）前記（３）記載の第三の加熱手段とは、装置が通紙可能な記録材の最小幅に対応して、配光分布を長手方向に異ならしめたハロゲンヒータであることを特徴とする前記（３）記載の加熱装置。
【００８３】
（６）静電記録方式を用いて像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上のトナー像を写し取る記録媒体と、前記記録媒体上のトナー像を溶融定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、前記定着手段として、加熱装置を備えたことを特徴とする前記（１）から（５）のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００８４】
（７）前記（６）記載の画像形成装置の画像形成制御手段は、記録材の通紙幅に応じて、第一の加熱手段および第二の加熱手段への通電を、あるいは第一の加熱手段および第三の加熱手段への通電を制御することで、加熱装置の端部の温度上昇を軽減することを特徴とする前記（６）記載の画像形成装置。
【００８５】
（８）前記（６）記載の画像形成装置の画像形成制御手段は、装置の待機時において、前記第二の加熱手段あるいは第三の加熱手段への通電を制御することで、待機時における加熱装置の温度を、画像形成動作時よりも低い所定の温度範囲内に制御することを特徴とする前記（６）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００８６】
定着スリーブガイド部材のニップ部に設けられた摺動板の代わりにセラミック面発ヒータを配置、あるいは中空加圧ローラ中心部にハロゲンヒータを配置することで定着器のスペースを有効活用し、非通紙部昇温を改善することで小サイズ紙の連続プリント時におけるスピード低下を回避するができる。
【００８７】
また、待機時には前記セラミック面発ヒータあるいは前記ハロゲンヒータを利用して加圧ローラを直接的に過熱することで、待機時の熱効率を改善するとともに、誘導加熱定着装置から商用電源ラインへ伝達される高周波ノイズを、待機時においてさらに低減させることができる加熱装置または画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００８９】
図１，２，３，４，５をもとに本発明第一の実施例について説明する。
【００９０】
図１は第一の実施例の定着装置の断面略図、図２はセラミック面発ヒータの駆動および制御回路ブロック図、図３はセラミック面発ヒータの構成図、図４はセラミック面発ヒータのみの場合のニップ温度分布、図５は小サイズ氏印刷時のニップ温度分布である。
【００９１】
画像形成装置の画像形成動作および定着器の構造は従来例と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、従来例と同じ部品に関しては、従来例で説明に使用した符号を使用して説明する。
【００９２】
本実施例の特徴は、定着スリーブガイド部材のニップ部に設けられた摺動板の代わりにセラミック面発ヒータを配置するものである。
【００９３】
図２に、本発明におけるセラミック面発ヒータの駆動および制御回路を示す。６２１は本画像形成装置を接続する交流電源で、本画像形成装置は商用電源をＡＣフィルタ（図示せず）を介してセラミック面発ヒータ６４０の発熱体６０１へ供給することによりセラミック面発ヒータの発熱体６０１を発熱させる。
【００９４】
この発熱体６０１への電力供給は、トライアック６１０によって通電・遮断が制御される。抵抗６１１，６１２はトライアック６１０のためのバイアス抵抗であり、フォトトライアックカプラ６１３は一次、二次間を隔離するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ６１３の発光ダイオードに通電することにより、トライアック６１０をオンする。抵抗６１４はフォトトライアックの電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ６１５によりオン／オフする。トランジスタ６１５は抵抗６１６を介してエンジンコントローラ６１９からのＯＮ信号にしたがって動作する。
【００９５】
また、ＡＣフィルタ（図示せず）を介して、交流電源は、ゼロクロス検出回路６１８に入力される。ゼロクロス検出回路６１８では、商用電源があるしきい値以下の電圧になっていることをエンジンコントローラ６１９に対してパルス信号として報知する。以下エンジンコントローラ６１９に送信されるこの信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。
【００９６】
エンジンコントローラ６１９はＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、位相制御または波数制御によりトライアック６１０をオンオフする。
【００９７】
また、６０５は発熱体６０１が形成されているセラミック面発ヒータ温度を検知するための温度検出素子、例えば、サーミスタ感温素子であり、セラミック面発ヒータ６０４上に発熱体６０１に対して絶縁距離を確保できるように絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。この温度検出素子６０５によって検出される温度は、抵抗６１７と温度検出素子６０５との分圧として検出され、エンジンコントローラ６１９にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力される。セラミック面発ヒータ６４０の温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ６１９において監視され、エンジンコントローラ６１９の内部で設定されているセラミック面発ヒータの設定温度と比較することによって、セラミック面発ヒータを構成する発熱体６０１に供給するべき電力を算出し、その供給する電力に対応した位相角（位相制御）または波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジンコントローラ６１９がトランジスタ６１６にＯＮ信号を送信する。
【００９８】
発熱体に電力を供給し、制御する手段が故障して発熱体が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する手段として、過昇温防止手段６０２がセラミック面発ヒータ上に配されている。過昇温防止手段６０２は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。電力制御手段６１９の故障により、発熱体が熱暴走に至り過昇温防止手段６０２が所定の温度以上になると、過昇温防止手段６０２がオープンとなり、発熱体６０１への通電が断たれる。
【００９９】
つぎに、セラミック面発ヒータと温度検出素子６０５と過昇温防止手段６０２の位置関係の概略について図３に示す。図３（ａ）はセラミック面発ヒータの断面図であり、図３（ｂ）は発熱体６０１が形成されている面を示している。
【０１００】
セラミック面発ヒータはＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス系の絶縁基板６０７と絶縁基板面上にペースト印刷等で形成されている発熱体６０１と、発熱体保護しているガラス等の保護層６０６から構成されている。保護層上にセラミック面発ヒータの温度を検出する温度検出素子６０５が配置されている。
【０１０１】
発熱体６０１は、電力が供給されると発熱する部分と、前記発熱部分に接続した導電部６０３と、コネクタを介して電力が供給される電極部６０４とから構成されている。
【０１０２】
２つの電極のうち１つへは、交流電源のＨＯＴ側端子が過昇温防止手段６０２を介して接続されている。電極部は発熱体を制御するトライアック６１０に接続され、交流電源のＮＥＵＴＲＡＬ端子に接続される。
【０１０３】
セラミック面発ヒータは、スリーブガイド部材５１６よって支持されている。５０１は、定着スリーブであり、セラミック面発ヒータを下面側に支持させたスリーブガイド部材５１６に外接させてある。そして、スリーブガイド部材５１６の下面のセラミック面発ヒータ６４０と、加圧部材としての弾性加圧ローラ５３０とを定着スリーブ５０１を挟ませて弾性加圧ローラ５３０に抗して所定の定着ニップ部Ｎを形成させてある。ここで、セラミック面発ヒータは、発熱体がニップ部と反対側であっても、発熱体がニップ部側であっても構わない。
【０１０４】
図３において、長さＬＦは通紙可能な最大の記録紙幅と対応しており、発熱体の発熱部６０１の長さＬｍｉｎは、幅の狭い小サイズの記録用紙に対応している。記録紙幅が発熱体の長さＬｍｉｎよりも大きい記録紙が通紙された場合には、電磁誘導加熱定着による加熱のみによりサーミスタ６０５の温度が所定温度になるように定着温度の制御を行う。
【０１０５】
一方、記録紙幅が発熱部の長さＬｍｉｎと同じか小さい記録紙が通紙された場合には、電磁誘導加熱方式による加熱量を所定量制限すると共に、エンジンコントローラから送信されるＯＮ信号によりトライアック６１０を制御して、発熱体６０１への通電を制御する。
【０１０６】
このような制御により、小サイズ紙が通紙された場合に生じる非通紙域の昇温を抑制することができる。
【０１０７】
ここで、非通紙域の昇温について、説明する。
【０１０８】
図５のＴ３曲線は、電磁誘導加熱定着方式のみを使用して、小サイズ記録紙を連続印刷した場合の温度分布を示している。封筒などの小サイズ紙を連続印策すると、紙幅に相当する領域Ｌｍｉｎの熱が集中的に紙に奪われることになる。このため、ニップＮ部における中央部の温度が端部よりも下がることになる。一般に定着器の温度は、中央部に設けられた温度検出素子からの検出温度をもとに制御するため、中央部の温度を定着温度に保とうとすべく、ヒータへの電力を増加させると、結果として端部の温度が上昇（図中約３００℃）してしまう。
【０１０９】
また、図４のＴ１曲線はセラミック面発ヒータ６４０を約６０℃に温度制御した時の端部までの温度測定結果を示したものである。ヒータ６０１がある部分は、ほぼ６０℃に加熱されており、端部に向かうほど温度は下がっていることがわかる。
【０１１０】
図５中Ｔ２曲線は、前記セラミック面発ヒータの発熱体６０１へ通電すると共に、電磁誘導加熱定着方式からの発熱を所定量減少させた制御方式で、小サイズ記録紙を連続印刷した場合の温度分布を示している。図のように、端部の温度上昇は約２２０℃まで軽減することができる。
【０１１１】
以上説明した構成とすれば、電磁誘導加熱定着方式よりも安価なセラミック面発ヒータおよび駆動回路を使用することで、定着器のスペースを有効活用し、非通紙部昇温を改善することで、小サイズ紙の連続プリント時におけるスピード低下を回避するができる。
【実施例２】
【０１１２】
図６，７，８をもとに本発明第一の実施例について説明する。
【０１１３】
図６は第二の実施例の定着装置の断面略図、図７はハロゲンヒータの駆動および制御回路ブロック図、図３はハロゲンヒータの構成図である。
【０１１４】
画像形成装置の画像形成動作およびサーミスタユニット以外の定着器の構造は従来例と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、従来例と同じ部品に関しては、従来例で説明に使用した符号を使用して説明する。
【０１１５】
本実施例と第一の実施例との違いは、セラミック面発ヒータの代わりにハロゲンヒータを加圧ローラ内に設けている点である。
【０１１６】
図７に、本発明におけるハロゲンヒータの駆動および制御回路を示す。６２１は本画像形成装置を接続する交流電源で、本画像形成装置は商用電源をＡＣフィルタ（図示せず）を介してハロゲンヒータ７１０の発熱体７０２へ供給することによりハロゲンヒータ７１０の発熱体７０２を発熱させる。
【０１１７】
この発熱体７０２への電力供給は、トライアック６１０によって通電・遮断が制御される。抵抗６１１，６１２はトライアック６１０のためのバイアス抵抗であり、フォトトライアックカプラ６１３は一次、二次間を隔離するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ６１３の発光ダイオードに通電することにより、トライアック６１０をオンする。抵抗６１４はフォトトライアックの電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ６１５によりオン／オフする。トランジスタ６１５は抵抗６１６を介してエンジンコントローラ６１９からのＯＮ信号にしたがって動作する。
【０１１８】
また、７０５はハロゲンヒータ７０１が内部に配置された加圧ローラ５３０の表面温度を検知するための温度検出素子、例えば、サーミスタ感温素子であり、加圧ローラ５３０の表面上に熱時定数の小さな絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。この温度検出素子７０５によって検出される温度は、抵抗７１７と温度検出素子７０５との分圧として検出され、エンジンコントローラ６１９にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力される。加圧ローラ５３０の表面上の温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ６１９において監視され、エンジンコントローラ６１９の内部で設定されているハロゲンヒータ７０１の設定温度と比較することによって、ハロゲンヒータ７０１の発熱体７０２に供給するべき電力を算出し、その制御条件によりエンジンコントローラ６１９がトランジスタ６１６にＯＮ信号を送信する。
【０１１９】
発熱体に電力を供給し、制御する手段が故障して発熱体が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する手段として、過昇温防止手段７２２が加圧ローラ５３０の表面近傍に配されている。過昇温防止手段７２２は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。電力制御手段６１９の故障により、発熱体が熱暴走に至り過昇温防止手段７２２が所定の温度以上になると、過昇温防止手段７２２がオープンとなり、発熱体７０２への通電が断たれる。
【０１２０】
つぎに、ハロゲンヒータ７０１の構造について図８に示す。
【０１２１】
図８において、長さＬＦは通紙可能な最大の記録紙幅と対応しており、発熱体の発熱部７０１の長さＬｍｉｎは、幅の狭い小サイズの記録用紙に対応している。記録紙幅が発熱体の長さＬｍｉｎよりも大きい記録紙が通紙された場合には、電磁誘導加熱定着による加熱のみによりサーミスタ６０５の温度が所定温度になるように定着温度の制御を行う。
【０１２２】
７０１ａはハロゲンヒータの例のうちの１つであり、長さがＬｍｉｎにほぼ等しい長さにコイル形状に形成された発熱部分７０２ａと、それを覆うように設けられた中空のガラス体７０３ａから成っており、発熱部分７０２ａに接続した耐熱ケーブル等の導電部７０４ａと、電力が供給されるコネクタ部７０５ａとから構成されている。
【０１２３】
２つのコネクタ部７０５ａ電極のうち１つへは、交流電源のＨＯＴ側端子が過昇温防止手段７２２を介して接続されている。電極部は発熱体を制御するトライアック６１０に接続され、交流電源のＮＥＵＴＲＡＬ端子に接続される。
【０１２４】
また、７０１ｂはハロゲンヒータの例のうち他の１つであり、長さがＬＦにほぼ等しい発熱部分７０２ｂについて、発熱部分のコイル形状の密度を中央部Ｌｍｉｎの範囲において密巻きとして、ヒータの配光分布を中央のＬｍｉｎ範囲に集中させたことを特徴としている。ハロゲンヒータ７０１ｂは７０１ａと同様、発熱部分を覆うように設けられた中空のガラス体７０３ｂから成っており、発熱部分７０２ｂに接続した耐熱ケーブル等の導電部７０４ｂと、電力が供給される２電極有するコネクタ部７０５ｂとから構成されている。
【０１２５】
コネクタ部７０５ａおよび７０５ｂがそれぞれ有する２のコネクタ電極のうち１つへは、交流電源のＨＯＴ側端子が過昇温防止手段７２２を介して接続されている。電極部は発熱体を制御するトライアック６１０に接続され、交流電源のＮＥＵＴＲＡＬ端子に接続される。
【０１２６】
５０１は、定着スリーブであり、摺動板５４０を下面側に支持させたスリーブガイド部材５１６に外接させてある。そして、スリーブガイド部材５１６の下面の摺動板５４０と、加圧部材としての弾性加圧ローラ５３０とを定着スリーブ５０１を挟ませて弾性加圧ローラ５３０に抗して所定の定着ニップ部Ｎを形成させてある。
【０１２７】
ハロゲンヒータは、加圧部材としての中空弾性加圧ローラ５３０内に配置されており、ヒータの配光分布に応じて、ヒータ周囲の加圧ローラ自体とヒータ周囲の温度を上昇させる。
【０１２８】
記録紙幅が発熱体の長さＬｍｉｎよりも大きい記録紙が通紙された場合には、電磁誘導加熱定着による加熱のみによりサーミスタ６０５の温度が所定温度になるように定着温度の制御を行う。
【０１２９】
一方、記録紙幅が発熱部の長さＬｍｉｎと同じか小さい記録紙が通紙された場合には、電磁誘導加熱方式による加熱量を所定量制限すると共に、前記温度検出素子７０５等からの温度検出結果をもとにエンジンコントローラから送信されるＯＮ信号によりトライアック６１０を制御して、発熱体７０２への通電を制御する。
【０１３０】
このような制御により、第一の実施例と同様に、小サイズ紙が通紙された場合に生じる非通紙域の昇温を抑制することができる。
【０１３１】
なお、本実施例で紹介したハロゲンヒータは、ヒータからの熱が前記ニップ部Ｎへ到達するまでに、ヒータ周囲の空気層とローラの芯金や弾性層等の比較的比熱の大きな物質が存在するため、この系そのものの持つ熱時定数が大きくなっている。すなわち、第一の実施例で説明した、セラミック面発ヒータに比較して、ヒータをオンしてからニップ部Ｎに熱が伝達される時間が長くかかってしまうという欠点もある。
【０１３２】
しかしながら、非通紙部のニップ温度は連続印刷枚数に伴って、徐々に昇温するものであるため、小サイズ紙の連続印刷時間とハロゲンヒータからの熱の伝達時間とを加味した、温度調整テーブルをあらかじめ設けておき、電磁誘導加熱定着の投入電力を所定値にコントロールすれば問題はない。
【０１３３】
以上説明した構成とすれば、電磁誘導加熱定着方式よりも安価なハロゲンヒータおよび駆動回路を使用することで、定着器のスペースを有効活用し、非通紙部昇温を改善し、小サイズ紙の連続プリント時におけるスピード低下を回避するができる。
【実施例３】
【０１３４】
図６，７，８をもとに本発明第一の実施例について説明する。
【０１３５】
図６は第二の実施例の定着装置の断面略図、図７はハロゲンヒータの駆動および制御回路ブロック図、図３はハロゲンヒータの構成図である。
【０１３６】
画像形成装置の画像形成動作およびサーミスタユニット以外の定着器の構造は従来例と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、従来例と同じ部品に関しては、従来例で説明に使用した符号を使用して説明する。
【０１３７】
本実施例の特徴は、第一で説明したセラミック面発ヒータあるいは、第二で説明したハロゲンヒータを用いて、プリンタの待機状態における温度調整を行うことにある。
【０１３８】
一般に画像形成装置においては、プリント開始から画像形成された紙が排出されるまでの時間（ファーストプリントアウトタイム）を短縮するために、待機時においても所定の時間間隔あるいはプリント時よりも低い所定の調節温度となるように電力投入することが行われている。これは、特に熱時定数の比較的大きな定着器や、ファーストプリントアウトタイム短縮を重視した仕様の画像形成装置で採用される方法であり、待機時においてもプリント時よりも低い温度に温度調整しておくことにより、定着可能な温度への立ち上がり時間を極力短縮しようとするものである。
【０１３９】
実施例２の定着装置において、定着可能な温度への立ち上がり時間に大きく依存しているものの１つは、加圧ローラの比熱である。加圧ローラは、芯金と比較的比熱の大きな弾性層を備えているため、一度冷え切ってしまうと、再度温めるのに時間がかかってしまう。例えば、従来のように電磁誘導加熱により待機時の温度調節すると仮定する。電磁誘導加熱定着方式の発熱域５０４は加圧ローラと接するニップＮ部から離れた紙搬送の上流位置にあるため、モータの回転を停止したまま定着器へ電力を投入すると、スリーブの発熱域はニップＮ部には移動して来ない。このため、ニップ部の上流部分を中心に温めることになり、比較的比熱の大きな加圧ローラが温まりにくく待機時の熱効率がやや悪かった。
【０１４０】
また、モータを回転させて発熱域で発熱した熱がニップ部に移動するようにすると、待機時における消費電力がモータ駆動の分増加してしまう。
【０１４１】
実施例２の定着装置において、印刷動作が終了すると、定着スリーブ５０１および定着ローラ５３０を回転駆動する駆動モータＭは停止し、電磁誘導過熱定着駆動回路のドライバ回路３１５からの駆動信号も停止する。このため、電磁誘導加熱の発熱域５０４は発熱せず熱供給は断たれた状態となる。
【０１４２】
一方、中空弾性加圧ローラ５３０内に配置された、ハロゲンヒータ７０１は所定温度例えば加圧ローラ表面温度が６０℃となるように、温度検出素子７０５の検出結果をもとに、制御回路６１９によりトライアック６１０によりオンオフ制御されている。
【０１４３】
ここでの所定温度は、画像形成装置の狙うスペックに応じて適宜設定する必要がある。すなわち、温度を上げると待機時にヒータで消費するエネルギーが増加するとともに、加圧ローラ等の熱による劣化も進みやすくなる。また、温度を下げると、印刷開始時における定着可能な温度への立ち上がり時間が長くなるため、ファーストプリントアウトタイムが長くなってしまう。
【０１４４】
以上のように、ハロゲンヒータを用いて待機時における温度調整を行えは、比較的比熱の大きな加圧ローラを直接的に温めることができ熱効率が改善される。
【０１４５】
また、待機時に電磁誘導加熱の駆動回路のスイッチング動作が停止しているため、駆動回路からの高周波スイッチングノイズがなくなる。このため、装置から商用電源ラインへ伝達される高周波ノイズを待機時においてさらに低減させることができるとともに、誘導加熱定着駆動回路の寿命をさらに伸ばすことができる。
【０１４６】
なお、本実施例は、ハロゲンヒータにより待機時の温度調整を行う例を説明した。しかしながら、実施例１で説明した、セラミック面発ヒータをハロゲンヒータの代用として利用すれば、加圧ローラを直接的に過熱することができるため、本実施例と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１４７】
また、実施例１〜３で説明した定着装置は、従来例同様カラー画像形成装置に用いられるものとして説明してきた。しかしながら、同様な誘導加熱定着方式を使用する画像形成装置であれは、モノクロ画像形成装置等の他の画像形成装置においても、本発明の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】第一の実施例の定着装置の断面略図
【図２】セラミック面発ヒータの全体構成ブロック図
【図３】セラミック面発ヒータ構成図
【図４】セラミック面発ヒータのみのニップ部の温度分布を示す図
【図５】印字時におけるニップ部の温度分布を示す図
【図６】第二の実施例の定着装置の断面略図
【図７】ハロゲンヒータ制御部の全体構成ブロック図
【図８】ハロゲンヒータ構成図
【図９】タンデムタイプのカラー画像形成装置の構成略図
【図１０】スキャナユニット説明図
【図１１】従来の定着装置の断面略図
【図１２】従来の定着装置の正面略図
【図１３】従来の定着装置の主要部斜視図
【図１４】交番磁束の発生模式図
【図１５】定着スリーブの層構成模型図
【図１６】従来の誘導加熱制御部の全体構成ブロック図
【図１７】従来のサーミスタユニットの略図
【符号の説明】
【０１４９】
１１  スキャナユニット
１３  レーザ
１４  現像器
１６  帯電ローラ
１８  感光体ドラム
１９  転写器
２３  定着器
２０  搬送ベルト
２３  カセット
４０５，４０６，６０３，７０５  温度検出素子
５０１  定着スリーブ
５０２，６０２，７２２  過昇温防止手段（サーモスイッチ）
５０５  コア
５０６  コイル
５３０  加圧ローラ
５４０  摺動板
６４０  セラミックヒータ
７０１  ハロゲンヒータ
【図２】
2005338244.tif 000003
【図３】
2005338244.tif 000004
【図４】
2005338244.tif 000005
【図５】
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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１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１】
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【図６】
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【図１１】
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【図１４】
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