(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱方式による定着装置において、
定着装置への電力絞り込み機能を設け、待機時に誘導加熱インバータが、上記電力絞り込み機能で設定され且つ装置の定着動作中に供給される電力と異なる所定絞り込み電力Ｐｃを間欠供給することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
上記絞り込みの際の絞り込み電力Ｐｃが、１００Ｗ〜２００Ｗであり、使用時の立ち上がり時間を３０秒以内としたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置における定着装置、特に定着方式として誘導加熱を用いる定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可視像形成のためにトナーを用いる画像形成装置においては、トナー画像を転写紙等、記録材に定着するために定着装置が備えられている。当該定着装置の主要部は記録材上の未定着のトナーを加熱溶着するための定着ローラ（加熱ローラともいう）と、記録材を押圧し、挟持搬送する加圧ローラとで構成される。従来、このような定着装置は、定着ローラ内部に加熱ヒータとして一般にハロゲンランプを備え、このランプによって定着ローラ内部を加熱し、当該ローラを定着に必要な温度にまで上昇させるものであった。そして、このような加熱定着方式において、画像形成装置を長い間使用しない待機時に、再使用の際の装置立ち上がりの時間（電源オンからプリント可能となるまでの時間）を短くするために、ハロゲンランプヒータを予熱しておくローパワーモードにすることが行われている。例えば装置の最後の使用から１５分経過しても尚再び使用されない場合に、ローパワーモードに切り替えられ、再立ち上げ時間が３０秒以内となるようにハロゲンランプの電力を１２０Ｗ程度に低減するのである。そして更に不使用時間が長くなる場合には、再起動時に必要な最低限の制御のみの電源（サブコンバーター）だけを残し、他の全ての電源供給を「断」にするオフモードにすることが行われる。
【０００３】
しかしながら、このようなハロゲンランプヒータによる加熱方式は、定着ローラを所定温度に加熱するまでの時間が比較的長く、その間、使用者は画像形成装置機器を使用することができず、長時間の待機を強いられるという問題があった。またハロゲンランプヒータ自体の損失も大きいため、このような加熱方式では極めて消費電力が大きくなり、たとえ上記ローパワーモードを採用するにせよ、ハロゲンランプ定着における消費電力は無駄が多く、地球温暖化などの環境問題がクローズアップされる昨今においては省エネルギー化に反する問題は見逃すことができず、効率が良く立ち上がり時間の短い定着装置の要求が生じた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、金属導電体からなる定着ローラを電磁波による渦電流によって加熱する誘導加熱方式定着装置が、加熱時間或いは立上がり時間を画期的に短くでき、且つ効率も良いため、環境問題にも寄与できる方式として注目されるようになっている。この場合、誘導加熱方式定着装置における定着ローラの一般的な従来構成の１つとして、金属導電体からなる定着ローラの内部に螺旋状に誘導コイルを巻装したボビンを備えたものが知られている。そして、定着ローラの内面に近接した上記誘導コイルに高周波電流を流し、これによって生じた高周波磁界で定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ローラ自体の表皮抵抗によって定着ローラそのものをジュール熱により発熱させるようになっている。
【０００５】
本発明は、誘導加熱方式の定着装置にあっても無駄な電力を可能な限り減らして省エネルギーの効率を高め、特に待機時間が長い場合にも省エネルギー化を確保することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、定着装置への電力絞り込み機能を設け、待機時に誘導加熱インバータが、上記電力絞り込み機能で設定され且つ装置の定着動作中に供給される電力と異なる所定絞り込み電力Ｐｃを間欠供給することによって、解決される。
【０００７】
上記絞り込みの際の絞り込み電力が１００Ｗ〜２００Ｗであり、使用時の立ち上がり時間を３０秒以内とするよう構成すれば、好適である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を、図に示す例に基づいて説明する。
図１は本発明に係る誘導加熱（以下ＩＨという）定着方式による装置を説明するための画像形成機器の主要部の構成を示す概略図である。符号１は原稿から画像情報を読み取り、感光体ドラムに書き込みを行うスキャナー部などを含む画像形成部、２はこの画像情報を記録シート（記録材）に定着させるＩＨ定着部、４はこれら全体を制御する制御回路部で、３は商用電源５からの電力を安定化して各部に供給する電源装置である。
【０００９】
このような装置において、画像形成部１のスキャナーでは原稿を露光ランプで照射し、読み取られた画像情報はレーザー信号などにより感光体ドラム（感光ローラ）に静電潜像として書き込まれる。感光ローラに書き込まれた画像は高圧静電気により現像されトナーが付着する。このトナーは紙などの記録シートに転写され、その後にこの記録シートはＩＨ定着部２に送られ、上記画像が定着形成される。
【００１０】
このような装置において、ＩＨ定着部２はインダクタンスＬ１を高周波駆動することにより、高周波磁界を発生し、この磁界によって金属製のＩＨローラに渦電流が流れ、定着に最適な温度にＩＨローラが昇温される。このようなＩＨ定着による画像形成機器は電磁気により直接定着ローラを加熱することができるため、従来のハロゲンランプなどによる加熱方式よりも効率が良く、電力制御も電気的に行え、省エネルギーの方式として有効である。
【００１１】
このようなＩＨ定着方式による画像形成機器は、電源投入時に可能な限り早く画像形成に必要な温度にまでＩＨローラを立ち上げるため、ＩＨインバータからはインバータのスイッチング素子が供給可能な最大電力が投入可能なように動作するようになっている。その後、定着ローラの温度が目標温度に達して定常状態となるとＩＨローラの温度はサーミスタＴＨで検出され、ＩＨインバータの周波数、またはパルス幅などを変化させることで、定着ローラの温度が一定になるように制御されるのである。
【００１２】
このようにＩＨ定着による画像形成機器は、従来のハロゲンランプによる定着装置よりも、画像形成可能となるまでの立ちあがり時間が非常に短くでき、図２で示すように、ハロゲンランプ定着方式における場合のようなローパワーモードを設けなくともすむ。しかしＩＨ定着方式の場合でも機器の使われ方が頻繁な場合には待機時間中に若干の電力を定着ローラに与えておくことが結局、省エネとなり、再使用時の待ち時間（再立ち上がり時間）を短くできる場合もある。
【００１３】
図２で理解できるように、従来のＩＨインバータの場合、立ち上がり時間（最大電力投入時間）Ｔ２がハロゲンランプ方式よりも短いため、待機時間Ｔ１の間は予熱電力を与えなくともすんでおり（供給電力量０Ｗ秒）、そのために定着ローラの温度も再加熱の際に最大電力の供給が必要なＴａ℃（Ｔａの値は動作条件によって変動する）まで低下するような動作となっている。それを機器の中断が短く頻繁に再立ち上がりを必要とするような使われ方が想定できる場合には、図３に示すように、待機時間Ｔ１’においても定着ローラの温度がＴａ℃にまで下がらず、それよりも高い温度のＴｂ℃で間欠的に維持されるように必要最小限の電力をＩＨインバータから定着ローラに供給するように動作させる。従来のＩＨ定着動作（図２）では、定着ローラの温度がＴａ℃からの再立ち上げの場合、最大電力をＩＨインバータからＴ２の間中、供給するように動作するが、本例の場合、待機時間Ｔ１’の間にもＩＨインバータから定着ローラへ電力を間欠的に供給しており、このため、立ち上がり時間Ｔ３は従来のものよりも短い時間となり、このときの最大電力供給時間Ｔ２’は従来のＴ２よりも短く、電力供給量が少なくて済む。またＴ２’が余裕のある場合には再立ち上げ時の供給電力を従来のＩＨ定着動作時のＰａよりも小さなＰｂとしても良い。
【００１４】
上記待機時間Ｔ１’のＴｂ℃で間欠的に維持するための絞り込みを、ハロゲンランプの場合の予熱電力１００〜１２０Ｗよりも少ない電力で、且つ再立ち上げに要する時間もハロゲンランプの場合よりも短くなるように設定する。あるいは総電力供給量がハロゲンランプの場合や従来型ＩＨ定着の場合（待機時の供給電力量０Ｗ秒）よりも少なくなるように設定する。
【００１７】
図３に示すように、待機時のＩＨインバータの供給電力Ｐｃ（Ｗ）を断続的に０（Ｗ）とする。つまり絞り込み時の電力Ｐｃ（Ｗ）を待機時間Ｔ１’にわたって全てに与えるのではなく、ＩＨインバータの電力が０（Ｗ）になる時間が存在する「間欠動作」で行うように動作する。ＩＨインバータの動作において、供給電力を絞る場合には通常、スイッチング周波数を高くするか、スイッチング素子のオン幅を短くするようにするが、制御ＩＣの種類によってはスイッチング周波数の最大値やオン幅を希望どおりに設定できない場合があり、このような場合にはＰｃをこれらで決められる値以下には設定できない。この場合、図１におけるＩＨインバータの動作を一時的にオフとする間欠動作でＰｃを希望の値に設定する。これは図１における制御部４で使用状況を監視してＩＨインバータを制御することで実現できる。ＩＨ方式による定着の場合、インバータの制御で電力供給量を電気的に制御できるので、このような細かな設定が可能である。オフモード時にＩＨインバータ全体をオフとするように動作してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、定着装置への電力絞り込み機能を設け、待機時に誘導加熱インバータが、上記電力絞り込み機能で設定され且つ装置の定着動作中に供給される電力と異なる所定絞り込み電力Ｐｃを間欠供給するので、待機時間が長い場合にも待機後の再立ち上がり時間を短くでき、省エネルギー化を確保することができる。
【００１９】
また、上記絞り込みの際の絞り込み電力が１００Ｗ〜２００Ｗであり、使用時の立ち上がり時間を３０秒以内とすることで、再使用時の立ち上がり時間を短くできると共に省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  誘導加熱定着方式による画像形成機器の全体概略図である。
【図２】  従来の誘導加熱定着動作を説明する図である。
【図３】  ０Ｗモードを取り込み間欠動作を行う本発明に係る電力絞り込みの定着動作を説明する図である。
【符号の説明】
１  画像形成部
２  誘導加熱定着部
３  電源部
４  制御部
５  商用電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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