JP4585700B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導加熱方式の定着部を有する、電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置において、記録材上に形成された未定着トナー画像を定着する加熱装置（画像加熱定着装置）としては、従来から熱ローラ方式、フィルム加熱方式等の接触加熱方式が広く用いられている。近年では、加熱源として電磁誘導方式を用いた加熱装置が提案されている。
【０００４】
未定着のフルカラートナー画像の加熱装置では、トナー層が最大４層まで重ねられることがあり、記録材とトナー層との界面まで十分に加熱しないと定着不良が発生する場合があるため、前記トナー層が確実に定着するまで前記トナー層をしっかりと保持する必要があった。
【０００５】
そして、この電磁誘導方式の加熱装置の制御方法として、特開平１０−１７１２９６号公報では電磁誘導発熱する回転体としての低熱容量の定着フィルム自体が局所的に発熱する構成において装置のスタンバイ中に定着フィルムの予備回転及び予備加熱を行うことでファーストプリントタイム（ＦＰＯＴ）の短縮を実現する提案がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、装置のスタンバイ中に予備加熱と同時に定着フィルムを予備回転させる制御では、画像形成装置の使用頻度が低く、スタンバイ状態が長くなる場合には、スタンバイ中の定着フィルムの回転が長くなってしまい、結果として加熱装置の耐久寿命のうち、スタンバイにおける定着フィルムの回転比率が大きくなり、プリントできる枚数が減ってしまうという課題があった。
【０００７】
そこで、定着フィルムを停止させた状態で予備加熱を行う方法が考えられるが、定着フィルム内に熱容量の大きい磁場発生手段を有し、定着フィルムを局所的に加熱する場合、定着フィルム内の温度状態によって定着可能温度までの立ち上げ時間が変化する。また、スタンバイ中に、比較的熱容量の小さい定着フィルムの一部を停止した状態で加熱すると、定着フィルムの１周の位置で加熱している部分と加熱していない部分で大きな温度勾配が生じる。このため、プリントが開始されてから記録材の先端が定着ニップ部に到達する前に安定して定着フィルムの温度を定着可能温度まで上昇させるのに必要な予備加熱温度を予測するのが困難であった。予備加熱温度を高めに維持する方法が考えられるが、不必要なエネルギーを消費するばかりでなく、画像形成装置内の昇温にも悪影響を与えてしまうという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、電磁誘導加熱方式の定着部を有する画像形成装置において、簡単な構成で、装置のスタンバイ中の予備加熱を行いながらも、定着部の耐久寿命の低下を防止すること、ならびに適切な予備加熱温度を選択することで省エネルギーに貢献することを目的とする。
【０００９】
また、ファースト・プリント・アウト・タイム（ＦＰＯＴ）の短縮と同時に加熱装置の寿命の延長を図ること、ならびに省エネルギーに貢献するとともに装置内昇温を低く抑えることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
（１）記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
発熱層を有する定着フィルムと、前記発熱層に渦電流を発生させるための磁束を発生する励磁コイルと、前記励磁コイルに対する通電オン状態の時間であるＯＮ幅と通電オフ状態の時間であるＯＦＦ幅により定まる周波数の交番電流を前記励磁コイルへ流して前記励磁コイルへ電力を供給する励磁回路と、前記定着フィルムの発熱領域の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度に基づいて前記励磁回路による前記周波数を制御する制御回路と、を有し、前記発熱層で発生する熱を利用して記録材上のトナー像を記録材に加熱定着する定着部と、
を有し、プリント信号の入力を待つスタンバイ中、前記定着フィルムを回転停止させた状態で前記検知温度が所定の予熱温度を維持するように前記制御回路が前記励磁回路を制御する画像形成装置において、
前記検知温度が前記予熱温度を維持するように前記周波数を制御している時の前記ＯＮ幅が所定の最小値に達しているにも拘わらず前記検知温度が前記予熱温度より高い所定温度を超えると、前記励磁回路から前記励磁コイルへの電力供給を遮断し、電力供給遮断状態で前記検知温度が前記予熱温度を下回ると前記検知温度が前記予熱温度を維持するように前記周波数の制御を再開し、電力供給遮断期間直後の周波数制御期間が前記電力供給遮断期間直前の周波数制御期間より短くなると前記予熱温度を第２予熱温度に下げて前記検知温度が前記第２予熱温度を維持するように前記周波数を制御して電力供給することを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
発熱層を有する定着フィルムと、前記発熱層に渦電流を発生させるための磁束を発生する励磁コイルと、前記励磁コイルに対する通電オン状態の時間であるＯＮ幅と通電オフ状態の時間であるＯＦＦ幅により定まる周波数の交番電流を前記励磁コイルへ流して前記励磁コイルへ電力を供給する励磁回路と、前記定着フィルムの発熱領域の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度に基づいて前記励磁回路による前記周波数を制御する制御回路と、を有し、前記発熱層で発生する熱を利用して記録材上のトナー像を記録材に加熱定着する定着部と、
を有し、プリント信号の入力を待つスタンバイ中、前記定着フィルムを回転停止させた状態で前記検知温度が所定の予熱温度を維持するように前記制御回路が前記励磁回路を制御する画像形成装置において、
前記スタンバイ中は前記ＯＮ幅を固定し前記周波数を所定周波数とした状態で前記励磁コイルへ電力供給し、前記ＯＮ幅を第１のＯＮ幅に固定した状態で電力供給している時に前記検知温度が前記予熱温度より高い所定温度を超えると、前記励磁回路から前記励磁コイルへの電力供給を遮断し、電力供給遮断状態で前記検知温度が前記予熱温度を下回ると前記ＯＮ幅を再び前記第１のＯＮ幅として電力供給を再開し、電力供給遮断期間直後の前記第１のＯＮ幅での電力供給期間が前記電力供給遮断期間直前の前記第１のＯＮ幅での電力供給期間より短くなると前記予熱温度を第２予熱温度に下げて且つ前記ＯＮ幅を第１のＯＮ幅より短い第２のＯＮ幅に設定して前記検知温度が前記第２予熱温度を維持するように電力供給することを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態例］
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真カラープリンタである。
【００２２】
１０１は有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた感光体ドラム（像担持体）であり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２３】
感光体ドラム１０１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００２４】
次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３による、画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１１０は不図示の画像読み取り装置等の画像信号発生装置からの画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を出力して回転感光体ドラム１０１面に走査露光した画像情報に対応した静電潜像が形成される。１０９はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光体ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００２５】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像される。そのイエロートナー画像は感光体ドラム１０１と中間転写体ドラム１０５との接触部（或いは近接部）である１次転写部Ｔ１において中間転写体ドラム１０５の面に転写される。
【００２６】
中間転写体ドラム１０５面に対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００２７】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成分画像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次実行され、中間転写体ドラム１０５面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の都合４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００２８】
中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光体ドラム１０１に接触して或いは近接して感光体ドラム１０１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中間転写体ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を与えて感光体ドラム１０１との電位差で感光体ドラム１０１側のトナー画像を前記中間転写体ドラム１０５面側に転写させる。
【００２９】
上記の回転中間転写体ドラム１０５面に合成形成されたカラートナー画像は、前記回転中間転写体ドラム１０５と転写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、前記二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り込まれた、被加熱材としての記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１０６は記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム１０５面側から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
本実施例の画像形成装置１００においては、上記の二次転写部Ｔ２までが記録材にトナー像を形成する画像形成部である。
【００３０】
二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間転写体ドラム１０５の面から分離されて定着部である加熱装置１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。加熱装置１００については次の（２）項で詳述する。
【００３１】
記録材Ｐに対するカラートナー画像転写後の回転中間転写体ドラム１０５はクリーナ１０８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１０８は常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に接触状態に保持される。
【００３２】
また転写ローラ１０６も常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に記録材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００３３】
本例の画像形成装置は、白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモード、或いは多重画像プリントモードも実行できる。
【００３４】
両面画像プリントモードの場合は、加熱装置１００を出た１面目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転写を受け、再度、加熱装置１００に導入されて２面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリントが出力される。
【００３５】
多重画像プリントモードの場合は、加熱装置１００を出た１回目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて１回目画像プリント済みの面に２回目のトナー画像転写を受け、再度、加熱装置１００に導入されて２回目のトナー画像の定着処理を受けることで多重画像プリントが出力される。
【００３６】
（２）加熱装置１００
本例において加熱装置１００は電磁誘導加熱方式の装置である。図２は本例の加熱装置１００の要部の横断側面模型図、図３は要部の正面模型図、図４は要部の縦断正面模型図である。
【００３７】
磁場発生手段は磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８からなる。
【００３８】
磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ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。
【００３９】
励磁コイル１８には給電部１８ａ・１８ｂ（図５）に励磁回路２７を接続してある。この励磁回路２７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。
【００４０】
励磁コイル１８は励磁回路２７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。
【００４１】
１６ａ，１６ｂは横断面略半円弧状樋型のフィルムガイド部材であり、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フィルムである定着フィルム１０をルーズに外嵌させてある。
【００４２】
前記フィルムガイド部材１６ａは、磁場発生手段としての磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃと励磁コイル１８を内側に保持している。
【００４３】
また、フィルムガイド部材１６ａには摺動部材４０がニップ部Ｎの加圧ローラ３０との対向面側で、定着フィルム１０の内側に配設してある。
【００４４】
２２はフィルムガイド部材１６ｂ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。
【００４５】
１９は磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８と加圧用剛性ステイ２２の間を絶縁するための絶縁部材である。
【００４６】
フランジ部材２３ａ・２３ｂはフィルムガイド部材１６ａ，１６ｂ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、定着フィルム１０の回転時に前記定着フィルム１０の端部を受けて定着フィルムのフィルムガイド部材長手に沿う寄り移動を規制する役目をする。
【００４７】
加圧部材としての加圧ローラ３０は、芯金３０ａ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３０ｂとで構成される。さらに、最外層に不図示の離型層としてフッ素樹脂を設けることもできる。芯金３０ａ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。
【００４８】
加圧用剛性ステイ２２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材２９ａ・２９ｂとの間にそれぞれ加圧バネ２５ａ・２５ｂを縮設することで加圧用剛性ステイ２２に押し下げ力を作用させている。これによりフィルムガイド部材１６ａの下面の摺動部材４０と加圧ローラ３０とが定着フィルム１０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。
【００４９】
加圧ローラ３０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３０の回転駆動による前記加圧ローラ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に回転力が作用し、前記定着フィルム１０がその内面が定着ニップＮにおいて摺動部材４０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３０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６ａ，１６ｂの外回りを回転状態になる。
【００５０】
この場合、定着ニップ部Ｎにおける摺動部材４０の下面と定着フィルム１０の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために定着ニップ部Ｎの摺動部材４０の下面と定着フィルム１０の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させるができる。
【００５１】
また、図５に示すように、フィルムガイド部材１６ａの周面に、その長手に沿い所定の間隔を置いて凸リブ部１６ｅを形成具備させ、フィルムガイド部材１６ａの周面と定着フィルム１０の内面との接触摺動抵抗を低減させて定着フィルム１０の回転負荷を少なくしている。このような凸リブ部はフィルムガイド部材１６ｂにも同様に形成具備することができる。
【００５２】
図６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。
【００５３】
磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃに導かれた交番磁束Ｃは、磁性コア１７ａと磁性コア１７ｂとの間、そして磁性コア１７ａと磁性コア１７ｃとの間において定着フィルム１０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６のグラフのような分布を示す。図６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。
【００５４】
この定着フィルム１０の温度すなわち定着ニップ部Ｎの温度は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。即ち、２８は定着フィルム１０の温度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例においてはこの温度センサ２８を定着フィルム内面の発熱域Ｈにフィルムガイド部材１６ａの外面に露呈させて配設してある。この温度センサ２８が定着フィルム１０の内面に接触して定着フィルム１０の温度を検知する。この温度センサ２８で測定した定着フィルム１０の温度情報が制御回路ＣＰＵ（図５）に入力する。制御回路ＣＰＵはその入力温度情報をもとに励磁回路２７を制御して励磁コイル１８に対する電流供給を制御し定着フィルム１０の温度すなわち定着ニップ部Ｎの温度を所定の温度に温調する。
【００５５】
而して、定着フィルム１０が回転し、励磁回路２７から励磁コイル１８への給電により上記のように定着フィルム１０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が形成された記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィルム１０と加圧ローラ３０との間に画像面が上向き、即ち定着フィルム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フィルム１０の外面に密着して定着フィルム１０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を定着フィルム１０と一緒に記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定着フィルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると定着フィルム１０の外面から分離して排出搬送されていく。記録材上の加熱定着トナー画像は定着ニップ部通過後、冷却して固着像となる。
【００５６】
本例においては、図２に示すように、定着フィルム１０のこの発熱域Ｈ（図６）の対向位置に暴走時の励磁コイル１８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５０を配設している。
【００５７】
図７は本例で使用した安全回路の回路図である。温度検知素子であるサーモスイッチ５０は＋２４ＶＤＣ電源とリレースイッチ５１と直列に接続されており、サーモスイッチ５０が切れると、リレースイッチ５１への給電が遮断され、リレースイッチ５１が動作し、励磁回路２７への給電が遮断されることにより励磁コイル１８への給電を遮断する構成をとっている。サーモスイッチ５０はＯＦＦ動作温度を２２０℃に設定した。
【００５８】
また、サーモスイッチ５０は定着フィルム１０の発熱域Ｈに対向して定着フィルム１０の外面に非接触に配設した。サーモスイッチ５０と定着フィルム１０との間の距離は略２ｍｍとした。これにより、定着フィルム１０にサーモスイッチ５０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。
【００５９】
本例によれば、定着ニップ部Ｎに紙が挟まった状態で加熱装置が停止し、励磁コイル１８に給電が続けられ定着フィルム１０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、サーモスイッチ５０が配設してあるため、サーモスイッチ５０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５１により励磁コイル１８への給電が遮断される。
【００６０】
本例によれば、紙の発火温度は約４００℃近辺であるため紙が発火することなく、定着フィルムの発熱を停止することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
Ａ）励磁コイル１８
励磁コイル１８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１８を形成している。
【００６３】
絶縁被覆は定着フィルム１０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、ポリアミドイミドやポリイミドなどの被覆を用いるとよい。
【００６４】
励磁コイル１８は外部から圧力を加えて密集度を向上させてもよい。
【００６５】
励磁コイル１８の形状は、図２や図６のように発熱層の曲面に沿うようにしている。本例では定着フィルム１０の発熱層１と励磁コイル１８との間の距離は略２ｍｍになるように設定した。
【００６６】
励磁コイル保持部材を兼ねるフィルムガイド部材１６ａ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（ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ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、ＬＣＰ樹脂などを選択するとよい。
【００６７】
磁性コア１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び励磁コイル１８と、定着フィルム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以内であれば定着フィルム１０の発熱層と励磁コイル１８の距離が一定である必要はない。
【００６８】
励磁コイル１８を保持させているフィルムガイド部材１６ａからの励磁コイル引出線１８ａ・１８ｂ（図５）については、部材１６ａ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。
【００６９】
Ｂ）定着フィルム１０
図８は本例における定着フィルム１０の層構成模型図である。本例の定着フィルム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の複合層構造のものである。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フィルム１０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を介して定着フィルム１０を加熱し、前記定着ニップ部Ｎに通紙される被加熱材としての記録材Ｐを加熱してトナー画像の加熱定着がなされる。
【００７０】
ａ．発熱層１
発熱層１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。
【００７１】
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。
【００７２】
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］で
σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2
と表される。
【００７３】
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以下になっており、逆にいうと殆どのエネルギーはこの深さまでで吸収されている（図９）。
【００７４】
発熱層１の厚さは好ましくは１〜１００μｍがよい。発熱層１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１の厚みは１〜１００μｍが好ましい。
【００７５】
ｂ．弾性層２
弾性層２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で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質である。
【００７６】
弾性層２の厚さは１０〜５００μｍが好ましい。この弾性層２は定着画像品質を保証するために必要な厚さである。カラー画像を印刷する場合、特に写真画像などでは記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成される。この場合、記録材の凹凸あるいはトナー層の凹凸に加熱面（離型層３）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。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い。弾性層２の厚さとしては、１０μｍ以下では記録材あるい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。また、弾性層２が１０００μｍ以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなり温度のレスポンスが低下する。より好ましくは弾性層２の厚みは５０〜５００μｍがよい。
【００７７】
弾性層２の硬度は、硬度が高すぎると記録材あるい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２の硬度としては６０゜以下（ＪＩＳ−Ａ：ＪＩＳ Ｋ Ａタイプの測定装置使用）、より好ましくは４５゜以下がよい。
【００７８】
弾性層２の熱伝導率λに関しては、０．２５〜０．８４［Ｗ／ｍ・℃］がよい。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、定着フィルムの表層（離型層３）における温度上昇が遅くなる。熱伝導率λが０．８４［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したりする。よって熱伝導率λは０．２５〜０．８４［Ｗ／ｍ・℃］がよい。よリ好ましくは０．３３〜０．６３［Ｗ／ｍ・℃］がよい。
【００７９】
ｃ．離型層３
離型層３はフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ）、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。
【００８０】
離型層３の厚さは１〜１００μｍが好ましい。離型層３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２の効果がなくなってしまう。
【００８１】
また図１０に示すように、発熱層１のフィルムガイド面側（発熱層１の弾性層２とは反対面側）に断熱層４を設けてもよい。
【００８２】
断熱層４としては、フッ素樹脂（ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ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樹脂などの耐熱樹脂がよい。
【００８３】
また、断熱層４の厚さとしては１０〜１０００μｍが好ましい。断熱層４の厚さが１０μｍよりも小さい場合には断熱効果が得られず、また、耐久性も不足する。一方、１０００μｍを超えると磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８から発熱層１の距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１に吸収されなくなる。
【００８４】
断熱層４は、発熱層１に発生した熱が定着フィルムの内側に向かわないように断熱できるので、断熱層４がない場合と比較して記録材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ができる。
【００８５】
Ｃ）装置の温度制御
次に、本発明の特徴である定着フィルム１０の発熱域Ｈに配設した温度検知素子２８で測定した温度結果に基づいて予熱状態を判断し温度制御を行う方法について、図１１〜図１３を用いて詳細に説明する。
【００８６】
図１１は画像形成装置本体の＜電源ＯＮ＞、＜ウォームアップ＞、＜レディ＞、＜スタンバイ＞、＜プリント＞または＜スリープ＞の順に遷移する状態を示すフローチャートである。
【００８７】
図１２の横軸は時間軸を示し、左側から画像形成装置本体の＜電源ＯＮ＞、＜ウォームアップ＞、＜レディ＞、＜スタンバイ＞の順に遷移する状態を示す。
【００８８】
図１３は左側から画像形成装置本体の＜電源ＯＮ＞、＜ウォームアップ＞、＜レディ＞、＜スタンバイ＞、＜プリント＞、＜スタンバイ＞の順に遷移する状態を示す。
【００８９】
また、図１２・図１３の両図とも、縦軸は上から定着フィルムの回転状態、定着フィルム温度、電力制御のＯＮ幅を示す。
【００９０】
図中の定着フィルム温度の曲線は発熱位置温度（図６、発熱域Ｈの位置）と排紙側温度（不図示、図６におけるθ＝πの位置）の温度変化を示している。
【００９１】
以下、図１１と図１２を用いて、定着フィルム１０の発熱域Ｈに配設した温度検知素子２８で測定した温度結果に基づいて予熱状態を判断し温度制御を行う方法の一例として、スタンバイ中の予備加熱温度切替えについて説明する。
【００９２】
画像形成装置の＜電源ＯＮ＞により＜ウォームアップ＞を開始する。この時、定着フィルム１０の回転を開始し、加熱がＯＮされる。一度定着フィルム１０の温度を１８０℃まで立ち上げたところで＜レディ＞とし、＜スタンバイ＞に移行する。
【００９３】
スタンバイ状態（プリント信号の入力を待つスタンバイ中）では、定着フィルム１０の回転が停止しており（定着フィルム１０を回転停止させた状態）、定着フィルム１０の発熱域Ｈを所定の予熱温度に保つための温調を行う。この温調は定着フィルム１０内面の発熱域（発熱領域）Ｈに当接したサーミスタ２８によって検知した温度（検知温度）にもとづいて制御回路ＣＰＵと励磁回路２７により制御される。温調制御は励磁コイル１８に印加する高周波電流の周波数を変え、供給する電力を調整することにより行う。
【００９４】
本例では電圧共振タイプのスイッチングを行い、図１６に示すように、スイッチングのＯＮ幅（励磁コイルに対する通電オン状態の時間）を１〜２５［μｓｅｃ］（２５μｓｅｃを１００％とすると４〜１００％）の間で可変、ＯＦＦ幅（励磁コイルに対する通電オフ状態の時間）を１５［μｓｅｃ］で固定とし、ＯＮ幅を制御することで電力の制御を行う。即ち、ゼロではない最小電力から最大電力の間で可変制御を行う電力制御を行う。周波数に換算すると６２．５〜２５［ｋＨｚ］＝１／（１＋１５）〜１／（２５＋１５）［μｓｅｃ−１］となる。
【００９５】
図１２において、電力制御はＯＮ幅を最小４％〜最大１００％の間で可変制御し、発熱域の温度を第１予熱温度に維持するのに必要な電力を供給する（領域Ａ）。ＯＮ幅が最小値（４％）となり発熱域温度が徐々に上昇し（領域Ｂ）、第１予熱温度よりも＋５℃高くなったことを検知したところで電力ＯＦＦする。即ち、サーミスタ２８の検知温度が第１予熱温度を維持するように前記周波数を制御している時のＯＮ幅が所定の最小値に達しているにも拘わらずサーミスタ２８の検知温度が第１予熱温度より高い所定温度を超えると、励磁回路２７から励磁コイル１８への電力供給を遮断する。電力ＯＦＦしている期間は発熱域の温度が第１予熱温度を下回ったことをサーミスタ２８が検知するまでとする（領域Ｃ）。前記検知後、ＯＮ幅可変制御を再開する（領域Ｄ）。即ち、電力供給遮断状態でサーミスタ２８の検知温度が第１予熱温度を下回ると検知温度が第１予熱温度を維持するように前記周波数の制御を再開する。つまり、０％〜４％の間はＯＮ幅可変制御を行わない。以後、ＯＮ幅可変制御と電力ＯＦＦ制御を繰り返す。なお、電力ＯＦＦする温度を｛予熱温度＋５℃｝としたが、この温度はプラスの範囲内で任意に設定可能である。
【００９６】
ここで、定着フィルム１０の内部を構成する磁場発生手段１７ａ・１７ｂ・１７ｃ，１８、フィルムガイド１６ａ・１６ｂなどの部材を定着内部ユニットとする。
【００９７】
定着内部ユニットの熱的状態によって複数の予備加熱温度を切替える。本例では、２段階の予備加熱温度を設定して定着内部ユニットの温度が低い場合と高い場合で切替えを行う。
【００９８】
２段階の予備加熱温度は、それぞれ第１予熱温度（１７０℃）、第２予熱温度（１２０℃）とする。
【００９９】
スタンバイ中の加熱ＯＮの時間をＴｏｎ、ＯＦＦの時間をＴｏｆｆとし、Ｔｏｆｆを挟んで、前後の加熱ＯＮ時間をＴｏｎ（前）、Ｔｏｎ（後）とする。このＴｏｎ（前）とＴｏｎ（後）の時間を比較することで、定着内部ユニットの熱的状態を判断する。定着内部ユニットが冷えている場合は、定着フィルムから定着内部ユニットへの熱流が発生し、Ｔｏｎ（前）−Ｔｏｎ（後）＜０という状態が続く。予備加熱により定着内部ユニットが温まると、定着フィルムから内部ユニットへの熱流が減少し、Ｔｏｎ（前）−Ｔｏｎ（後）≧０という状態になる。この条件（関係）を満足した場合に、制御回路ＣＰＵで一段低い第２予熱温度に変更する。即ち、電力供給遮断期間直後の周波数制御期間が前記電力供給遮断期間直前の周波数制御期間より短くなると第１予熱温度を第２予熱温度に下げてサーミスタ２８の検知温度が第２予熱温度を維持するように前記周波数を制御して励磁回路２７から励磁コイル１８へ電力供給する。第２予熱温度の制御方法は第１予熱温度と同様の制御を行うため説明は省略する。
【０１００】
この後にプリント信号が入った場合は、通常の＜プリント＞を行い、プリント後はスタンバイの第２予熱温度に移行する。これは、一度、第２予熱温度に移行した後のプリントのため、定着内部ユニットが十分に温まっているためである。
【０１０１】
なお、プリント後に第１予熱温度に移行しても問題はない。これは、定着内部ユニットが十分に温まっているため、短時間でＴｏｎ（前）−Ｔｏｎ（後）≧０という状態になり、すぐに第２予熱温度に移行するからである。
【０１０２】
所定時間経過してもプリント信号が入らない場合は、＜スリープ＞に移行し、加熱を停止する。スリープ状態からのリカバリーは＜ウォームアップ＞から行う。
【０１０３】
なお、プリント信号は、＜レディ＞後は常時受け付けており、どの状態からでも＜プリント＞動作に移行できる。
【０１０４】
次に、図１１の▲１▼〜▲２▼の状態からプリント信号が入った場合、つまり、第１予熱温度でスタンバイ中にプリント信号が入った場合について、図１３を用いて説明する。
【０１０５】
図１３では、第１予熱温度でスタンバイ中に５枚の連続プリントを行った。プリント信号が入る前までは前述と同様のため説明を省略する。プリント終了後は＜スタンバイ＞の第１予熱温度に移行する。これは、第２予熱温度に移行する前にプリントが実行されたため、定着内部ユニットが第２予熱温度に移行しても良い状態か判断できないためである。図１３では、定着内部ユニットが十分温まっていない状態でスタンバイに移行した場合である。スタンバイ後すぐの状態は加熱ＯＮ時間が徐々に長くなり、Ｔｏｎ（１）＜Ｔｏｎ（２）＜Ｔｏｎ（３）、つまり、Ｔｏｎ（前）−Ｔｏｎ（後）＜０の状態が続く。そして、加熱ＯＮ時間がＴｏｎ（３）＞Ｔｏｎ（４）となり、Ｔｏｎ（前）−Ｔｏｎ（後）≧０を満足して第２予熱温度に移行する。Ｔｏｎ（前）＜Ｔｏｎ（後）の状態が続く時間、つまり、Ｔｏｎ（ｎ），（ｎ＝１，２，３，・・・）は、定着内部ユニットの温まり具合で変化し、冷えている場合は長く、温まっている場合は短くなるように自動調整される。
【０１０６】
なお、Ｔｏｎ（前）−Ｔｏｎ（後）≧Ｔｏとし、Ｔｏ≧０という条件を設定することで、Ｔｏ＝０近辺で発生する制御演算上のふらつきなどによる予備加熱温度の切替タイミングのばらつきを防止することができる。たとえば、Ｔｏ＝０．１ｓｅｃとすることでＴｏｎの前後比較結果が安定し、予備加熱温度を安定した切替タイミングが得られる。
【０１０７】
定着フィルム１０が停止した状態でスタンバイを行う場合、定着フィルム１０が低熱容量であるため、定着内部ユニットの温度によって定着フィルムの昇温速度に影響がある。これは、定着内部ユニットの温度が低いと定着フィルムの熱量の一部が定着内部ユニットの温度上昇のために使われてしまうためである。また、停止した状態で比較的熱容量の小さい定着フィルムの一部を加熱すると、定着フィルムの１周の位置によって温度勾配が生じる。図１２、図１３にウォームアップ後のスタンバイ状態で予備加熱中の定着フィルムの発熱位置温度と排紙側温度を示しているが、排紙側の温度は６５℃程度まで低下し、１７０℃で予備加熱を行っている場合には温度差として１００℃以上生じることもある。
【０１０８】
しかしながら、第１予熱温度は上記のような温度差が生じても、プリント信号を受け付けてから記録材Ｐが定着ニップＮに到達するまでに十分定着可能温度まで上昇させることが可能な温度に設定することで、定着不良を発生させることなく、良質な定着画像を得ることができる。また、定着内部ユニットが温まると、より低い予備加熱温度でも、プリント信号を受け付けてから記録材Ｐが定着ニップＮに到達するまでに十分定着可能温度まで上昇させることが可能となる。
【０１０９】
実験例として、以下の３条件において上記予備加熱の制御を行って、効果の確認を行った。どの条件も、加熱装置が十分に冷えた朝一の状態から定着可能温度まで加熱する時間（ウォームアップ時間）よりもファースト・プリント・アウト・タイム（ＦＰＯＴ）の方が短い条件である。
【０１１０】
【表１】

【０１１１】
なお、加熱装置（定着装置）１００の構成として、定着フィルム１０：内径φ３５ｍｍ×長さ３７０ｍｍ（発熱層１：ニッケル電鋳５０μｍ、弾性層２：シリコーンゴム３００μｍ（ＪＩＳ−Ａ硬度５°）、離型層３：ＰＦＡ３０μｍ）、加圧ローラ３０：外径φ２５ｍｍ×３６０ｍｍ（芯金３０ａ：鉄φ１９ｍｍ、弾性層３０ａ：シリコーンゴム３ｍｍ、離型層：ＰＦＡ５０μｍ）、ニップ幅６．５〜７．０ｍｍ、加圧力２５Ｎのものを用いた。
【０１１２】
実験例１〜３において、あらゆる条件で、プリント信号を受け付けてから記録材Ｐが定着ニップＮに到達するまでに定着フィルムを定着可能温度まで上昇させることができた。
【０１１３】
なお、実験例に用いた条件のほかに、加熱装置の定着条件や画像形成装置により設定される条件に合わせて、本発明の予備加熱温度は適宜設定可能とする。
【０１１４】
本発明により、スタンバイ中に、比較的熱容量の小さい定着フィルム１０の一部を停止した状態で加熱し、定着フィルム１０の１周の位置によって大きな温度勾配が生じる場合でも、プリントが開始されてから記録材Ｐの先端が定着ニップ部Ｎに到達する前に安定して定着フィルム１０の温度を定着可能温度まで上昇させることが可能となった。
【０１１５】
定着内部ユニットの温度が低い場合には定着フィルム１０の温度を高くし、定着内部ユニットの温度が高くなってくると定着フィルム１０の温度を低くしても、プリントが開始されてから記録材Ｐの先端が定着ニップ部Ｎに到達する前に安定して定着フィルム１０の温度を定着可能温度まで上昇させることが可能となった。
【０１１６】
なお、予備加熱温度は必要に応じて３段階以上設定することができる。
【０１１７】
また、電力制御方法としては、前記高周波スイッチングのＯＮ幅可変／ＯＦＦ幅固定制御のほかに、ＯＮ幅固定／ＯＦＦ幅可変制御、周波数固定のＯＮ／ＯＦＦ幅デューティ制御、ＯＮ／ＯＦＦ比固定の周波数制御などの制御を用いることができる。
【０１１８】
さらに、本発明による予備加熱温度の切替制御は、入力電圧による電力変動にも有効である。入力電圧が高く、入力電力が大きい場合には、Ｔｏｎ（前）＜Ｔｏｎ（後）の状態からＴｏｎ（前）≧Ｔｏｎ（後）の状態へ切り替わるタイミングが早くなるが、入力電力が大きいことでスタンバイ状態から定着温度まで立ち上げるウォームアップ時間が短くなるため、定着内部ユニットの温度が比較的低い状態でも、低い予備加熱温度からの立ち上げが可能となる。よって、不必要に多くの電力を消費することなく、低い予備加熱温度に変更されることも確認できた。
【０１１９】
定着フィルム１０の予備加熱温度は、記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔを過加熱して定着フィルム１０上に付着してしまう温度、つまりホットオフセットする温度未満に設定すると良い。これは、ホットオフセット温度以上でプリントが開始されると良質な画像を得ることができないためである。
【０１２０】
さらに、定着フィルム１０の温度は、定着フィルムを構成する部材の耐熱温度以下で使用しなければならない。
【０１２１】
また、本例では温度検知素子２８を長手中央に配設したが、記録材が通紙される部分の温度状態を把握するために、温度検知素子は通紙域内に配設するのが望ましい。
【０１２２】
上記の制御を行うことで、図１１に示すように、記録材Ｐの先端が加熱装置１００に到達する時点では、定着フィルム１０の表面温度は定着可能温度に達しており、これにより、カラー画像であっても定着不良が発生することがなく、ファースト・プリント・アウト・タイム（ＦＰＯＴ）の短縮が実現できた。
【０１２３】
本実施形態の制御のように、スタンバイ中に、電磁誘導発熱する回転体である定着フィルム１０を停止させておくことにより、画像形成装置の使用頻度が低く、スタンバイ状態が長くなる場合でも、加熱装置１００の耐久寿命のうちスタンバイにおける定着フィルム１０の回転比率はゼロとなるため、スタンバイによるプリントできる枚数の減少をなくすことができた。
【０１２４】
また、無駄なエネルギーの投入を抑制することができるため装置内昇温に有利であり、省エネルギーにも役立つ。
【０１２５】
［第２の実施形態例］
本実施形態例においては、第１の実施形態例と同様の部分については説明を省略するもとのとし、以下に、本実施形態例の特徴となる部分について説明する。
【０１２６】
図１４および図１５は、第１の実施形態例における図１２および図１３にそれぞれ対応しており、その動作については、第１の実施形態例と同様に図１１のフローチャートに従う。
【０１２７】
本例においては、スタンバイ中における予備加熱の電力制御を固定値で行っている。第１予熱温度のＯＮ幅として８％、第２予熱温度のＯＮ幅として４％とした。
【０１２８】
第１予熱温度のＯＮ幅を８％としたのは、図１２におけるＴｏｎ（前）の領域においてＯＮ幅が４％以上の領域が大半を占め、もし、この領域でＯＮ幅を仮に４％とすると、電力が不足して発熱位置温度の第１予熱温度（１７０℃）を維持できなくなるためである。このため、予熱温度を十分維持できるＯＮ幅を設定した。第２予熱温度（１２０℃）については同様の条件を考慮した上でＯＮ幅として４％とした。
【０１２９】
即ち、スタンバイ中は前記ＯＮ幅を固定し前記周波数を所定周波数とした状態で励磁コイル１８へ電力供給する。ＯＮ幅を第１のＯＮ幅に固定した状態で電力供給している時にサーミスタ２８の検知温度が第1予熱温度より高い所定温度を超えると、励磁回路１７から励磁コイル１８への電力供給を遮断する。そして、電力供給遮断状態でサーミスタ２８の検知温度が第１予熱温度を下回るとＯＮ幅を再び第１のＯＮ幅として電力供給を再開する。電力供給遮断期間直後の第１のＯＮ幅での電力供給期間が電力供給遮断期間直前の第１のＯＮ幅での電力供給期間より短くなると第１予熱温度を第２予熱温度に下げて且つＯＮ幅を第１のＯＮ幅より短い第２のＯＮ幅に設定してサーミスタ２８の検知温度が第２予熱温度を維持するように電力供給する。
本実施形態例においても、第１の実施形態例と同様の効果を得ることができた。
【０１３０】
なお、固定のＯＮ幅の値については、加熱装置の定着条件や画像形成装置により設定される条件に合わせて適宜設定可能とする。
【０１３１】
［その他の実施形態例］
前記の実施形態では、トナーに低軟化物質を含有させたトナーを使用したため、加熱装置１００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良い。
【０１３２】
また、定着ニップ後に冷却部を設けて、冷却分離を行っても良い。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良い。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。
【０１３３】
また、画像形成装置は１感光体４色カラー画像形成装置について説明したが、４感光体４色カラー画像形成装置でもよい。
【０１３４】
さらに、４色カラー画像形成装置について説明したが、モノクロ、１パスマルチカラー画像形成装置に適用する場合は、定着フィルム１０は、弾性層２を省略し、発熱層１と離型層３だけで構成することもできる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像形成装置のスタンバイ状態において、定着フィルムを停止状態で予備加熱を行うことで、装置のスタンバイ時における定着フィルムの回転比率はゼロとなるため、装置のスタンバイ中の予備加熱を行いながらも、定着部の耐久寿命の低下を防止することができる。
【０１３７】
多段階の予備加熱温度を有することで、順次低い予備加熱温度に移行することで、無駄なエネルギーの投入を抑制することができるため装置内昇温に有利となり、省エネルギーにも役立つ。また、熱容量の比較的小さい定着フィルムの一部が発熱し、温度勾配が生じる定着部であっても、定着フィルムの発熱域に配設した温度検知素子だけで定着部全体の熱的状態を推測して予備加熱温度を切替えるため、簡単な構成で予備加熱温度を切替えることができる。
【０１３８】
画像形成装置のスタンバイ中の予備加熱によりファースト・プリント・アウト・タイム（ＦＰＯＴ）の短縮を実現できるし、画像形成装置の使用頻度が低く、スタンバイ状態が長くなる場合でも、定着部の耐久寿命のうちスタンバイにおける定着フィルムの回転比率はゼロとなるため、装置のスタンバイ時の定着フィルムの予備回転に起因するプリントできる枚数の減少をなくすことができる。また、多段階の予備加熱温度を有することで、順次低い予備加熱温度に移行することで、無駄なエネルギーの投入を抑制することができるため装置内昇温に有利となり、省エネルギーにも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に用いた画像形成装置の概略構成図
【図２】加熱装置の要部の横断側面模型図
【図３】同じく要部の正面模型図
【図４】同じく要部の縦断正面模型図
【図５】磁場発生手段と励磁回路の関係を示した図
【図６】磁場発生手段と発熱量Ｑの関係を示した図
【図７】安全回路を模式的に表した図
【図８】電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型図（その１）
【図９】発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラフ
【図１０】電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型図（その２）
【図１１】実施形態例の制御を示したフローチャート
【図１２】第１の実施形態例の制御を示した図（その１）
【図１３】第１の実施形態例の制御を示した図（その２）
【図１４】第２の実施形態例の制御を示した図（その１）
【図１５】第２の実施形態例の制御を示した図（その２）
【図１６】電力制御の説明図
【符号の説明】
１・・発熱層、２・・弾性層、３・・離型層、４・・断熱層、１０・・定着フィルム、１６・・フィルムガイド部材、１７・・磁性コア、１８・・励磁コイル、２８・・温度検知素子（サーミスタ）、５０・・安全用温度検素子

Claims (2)

1. 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
   発熱層を有する定着フィルムと、前記発熱層に渦電流を発生させるための磁束を発生する励磁コイルと、前記励磁コイルに対する通電オン状態の時間であるＯＮ幅と通電オフ状態の時間であるＯＦＦ幅により定まる周波数の交番電流を前記励磁コイルへ流して前記励磁コイルへ電力を供給する励磁回路と、前記定着フィルムの発熱領域の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度に基づいて前記励磁回路による前記周波数を制御する制御回路と、を有し、前記発熱層で発生する熱を利用して記録材上のトナー像を記録材に加熱定着する定着部と、
   を有し、プリント信号の入力を待つスタンバイ中、前記定着フィルムを回転停止させた状態で前記検知温度が所定の予熱温度を維持するように前記制御回路が前記励磁回路を制御する画像形成装置において、
   前記検知温度が前記予熱温度を維持するように前記周波数を制御している時の前記ＯＮ幅が所定の最小値に達しているにも拘わらず前記検知温度が前記予熱温度より高い所定温度を超えると、前記励磁回路から前記励磁コイルへの電力供給を遮断し、電力供給遮断状態で前記検知温度が前記予熱温度を下回ると前記検知温度が前記予熱温度を維持するように前記周波数の制御を再開し、電力供給遮断期間直後の周波数制御期間が前記電力供給遮断期間直前の周波数制御期間より短くなると前記予熱温度を第２予熱温度に下げて前記検知温度が前記第２予熱温度を維持するように前記周波数を制御して電力供給することを特徴とする画像形成装置。
2. 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
   発熱層を有する定着フィルムと、前記発熱層に渦電流を発生させるための磁束を発生する励磁コイルと、前記励磁コイルに対する通電オン状態の時間であるＯＮ幅と通電オフ状態の時間であるＯＦＦ幅により定まる周波数の交番電流を前記励磁コイルへ流して前記励磁コイルへ電力を供給する励磁回路と、前記定着フィルムの発熱領域の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度に基づいて前記励磁回路による前記周波数を制御する制御回路と、を有し、前記発熱層で発生する熱を利用して記録材上のトナー像を記録材に加熱定着する定着部と、
   を有し、プリント信号の入力を待つスタンバイ中、前記定着フィルムを回転停止させた状態で前記検知温度が所定の予熱温度を維持するように前記制御回路が前記励磁回路を制御する画像形成装置において、
   前記スタンバイ中は前記ＯＮ幅を固定し前記周波数を所定周波数とした状態で前記励磁コイルへ電力供給し、前記ＯＮ幅を第１のＯＮ幅に固定した状態で電力供給している時に前記検知温度が前記予熱温度より高い所定温度を超えると、前記励磁回路から前記励磁コイルへの電力供給を遮断し、電力供給遮断状態で前記検知温度が前記予熱温度を下回ると前記ＯＮ幅を再び前記第１のＯＮ幅として電力供給を再開し、電力供給遮断期間直後の前記第１のＯＮ幅での電力供給期間が前記電力供給遮断期間直前の前記第１のＯＮ幅での電力供給期間より短くなると前記予熱温度を第２予熱温度に下げて且つ前記ＯＮ幅を第１のＯＮ幅より短い第２のＯＮ幅に設定して前記検知温度が前記第２予熱温度を維持するように電力供給することを特徴とする画像形成装置。

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