定着装置
【課題】定着開始までの時間短縮を図りつつ非定着動作中における消費電力を抑制する。
【解決手段】第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂは、ベルト７０１の外周面に近接して配設され、第２励磁回路７ｂは、第１励磁回路７ａよりも下流側の位置に配設される。加圧ローラ７０２とベルト７０１との係合状態で加圧ローラ７０２が回転すると、ベルト７０１がそれに連動し、従動回転する。コントローラ１０１は、電源装置１０２ａ、１０２ｂを独立して駆動して、励磁回路７ａ、７ｂを、個別のタイミングにてパルス状に励磁オン（ＯＮ）／励磁オフ（ＯＦＦ）駆動することができる。スタンバイモードでは、画像形成モードとは異なり、コントローラ１０１は、ベルト７０１と加圧ローラ７０２とを非係合状態とし、励磁回路７ａ、７ｂを、互いに位相差をもった波形で励磁動作させる。
【解決手段】第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂは、ベルト７０１の外周面に近接して配設され、第２励磁回路７ｂは、第１励磁回路７ａよりも下流側の位置に配設される。加圧ローラ７０２とベルト７０１との係合状態で加圧ローラ７０２が回転すると、ベルト７０１がそれに連動し、従動回転する。コントローラ１０１は、電源装置１０２ａ、１０２ｂを独立して駆動して、励磁回路７ａ、７ｂを、個別のタイミングにてパルス状に励磁オン（ＯＮ）／励磁オフ（ＯＦＦ）駆動することができる。スタンバイモードでは、画像形成モードとは異なり、コントローラ１０１は、ベルト７０１と加圧ローラ７０２とを非係合状態とし、励磁回路７ａ、７ｂを、互いに位相差をもった波形で励磁動作させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導加熱方式が採用される定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に、画像形成装置においては、被定着部材である記録紙上に転写されたトナー像のトナーを熱によって融解して記録紙に定着させるための定着装置が備えられている。定着装置としては、近年では薄肉金属のベルト等の回転体（定着ローラ）を誘導加熱により発熱させる電磁誘導加熱方式が多く用いられるようになってきた。
【０００３】
下記特許文献１に記載される電磁誘導加熱方式の定着装置は、ウォームアップ短縮、省エネルギの観点から定着ローラの周方向の一部を加熱する局部加熱をする定着装置も知られている。
【０００４】
この装置では、定着ローラが所定の定着可能温度に達した後に定着動作が行われない画像形成待機（以下、「スタンバイ」という）中において、定着ローラの温度を画像形成時の定着温度より低い所定温度範囲に温度調整する。そして、この温度調整を行いながら定着ローラを回転させることで、周方向の温度ムラを防止すると同時に、待機時における省エネルギを図っている。
【０００５】
また、下記特許文献２においては、定着ローラを局所加熱する定着装置において、ファーストプリントアウトタイムの短縮のため、スタンバイ時に定着ローラの回転及び温度調節をする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５４２２２号公報
【特許文献２】特開２００７−５７６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
省エネルギの観点から、本来、スタンバイ状態で動作の必要ないものは、電源を遮断もしくは動作停止させることで消費電力を低減することが望ましい。ところが、上記従来の装置では、スタンバイ状態で定着ローラを回転動作させるため、駆動手段であるモータ、モータを駆動制御する制御回路、及び、モータや制御回路に電力を供給する電源装置等、多くの回路を動作させる必要がある。そのため、通常の画像形成動作時に近い電力を消費することとなる。
【０００８】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、定着開始までの時間短縮を図りつつ非定着動作中における消費電力を抑制することができる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の定着装置は、被定着部材に転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、導電層が設けられた定着ローラと、前記定着ローラと係合状態で回転することで前記定着ローラを従動回転させる加圧ローラと、磁性体コア及び励磁コイルを有し、前記定着ローラに設けられた前記導電層に渦電流を発生させて発熱させる誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段の駆動を制御する制御手段とを有し、前記誘導加熱手段は、前記定着ローラの回転方向に沿った異なる箇所に複数配設され、前記制御手段は、前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記複数の誘導加熱手段を個別のタイミングにて駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定着開始までの時間短縮を図りつつ非定着動作中における消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】画像形成動作中の定着部の構成を模式的に示す側面図である。
【図３】スタンバイ中の定着部の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】第１励磁回路の第１コイル及び第２励磁回路の第２コイルをベルトの外周側からみた図である。
【図５】本装置の制御機構の構成を示したブロック図である。
【図６】第１、第２励磁回路の駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。
【図７】スタンバイモードでのベルトの回転動作のイメージを表した図である。
【図８】スタンバイモードでのベルトの回転動作のイメージを表した図である。
【図９】スタンバイモードの処理のフローチャートである。
【図１０】画像形成モード（コピーモード）の処理のフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態において、ベルトの回転安定後における第１、第２励磁回路の駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。
【図１２】第３の実施の形態における定着部の構成を模式的に示す側面図（図（ａ））、第１励磁回路及び第２励磁回路の駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図（図（ｂ））である。
【図１３】第２の実施の形態の変形例において、ベルトの回転安定後における第１、第２励磁回路の駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の概略構成を示す模式図である。本装置は、少なくとも定着機能を有し、例えば、電子写真プロセスのタンデム方式のカラー画像形成装置として構成される。
【００１３】
本装置は、各４組の感光体１（１ａ〜１ｄ）、１次帯電部２（２ａ〜２ｄ）、露光部３（３ａ〜３ｄ）、現像部４（４ａ〜４ｄ）、１次転写部５３（５３ａ〜５３ｄ）、クリーナ６（６ａ〜６ｄ）、電位センサ８（８ａ〜８ｄ）を備える。さらに、各１つの中間転写ベルト５１、中間転写ベルトクリーナ５５、２次転写部５６、５７、定着部７を備える。
【００１４】
４個の１次帯電部２によって対応する感光体１がそれぞれ一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が対応する露光部３によってなされることにより、各感光体１上に静電潜像が形成される。その後、対応する現像部４によってトナー像が現像され、各感光体１上のトナー像は対応する１次転写部５３によって中間転写ベルト５１に多重転写される。そして多重転写されたトナー像は、さらに２次転写部５６、５７によって記録紙Ｐに転写される。感光体１上に残った転写残トナーは対応するクリーナ６によって回収され、中間転写ベルト５１に残った転写残トナーは中間転写ベルトクリーナ５５によって回収される。被定着部材である記録紙Ｐに転写されたトナー像は、定着部７によって定着されることにより、カラー画像が得られる。
【００１５】
定着部７としては、電磁誘導加熱方式を採用している。電磁誘導加熱方式は、電磁誘導発熱性の発熱体に磁束発生装置で磁束を発生させ、発熱体に生じる渦電流に基づくジュール熱で被定着部材（記録紙Ｐ）を加熱して未定着のトナー像を定着処理する方式である。
【００１６】
図２、図３は、定着部７の構成を模式的に示す側面図である。図２は画像形成動作中、図３は画像形成待機（以下、「スタンバイ」という）中の状態を示している。
【００１７】
定着部７は、いわゆる定着ローラであるベルト７０１、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂ、加圧装置７０７、加圧ローラ７０２、駆動装置７０６、ソレノイド７１０、温度センサ７０５を備える。ベルト７０１は、薄肉金属等で円筒状に構成され、導電性発熱体（導電体）を導電層として含み、この導電性発熱体が加熱される。導電性発熱体は、表側、内側、中間のいずれの層に設けてもよい。
【００１８】
第１励磁回路７ａは、第１コイル２１（２１ａ、２１ｂ）と第１コア３１（３１ａ、３１ｂ）とでなる。第２励磁回路７ｂは、第２コイル２２（２２ａ、２２ｂ）と第２コア３２（３２ａ、３２ｂ）とでなる。第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂが「誘導加熱手段」である。第１コア３１及び第２コア３２が「磁性体コア」である。第１コイル２１及び第２コイル２２が「励磁コイル」である。後述するように、ベルト７０１は、定着動作時には図２、図３の時計方向に回転する。ベルト７０１の周方向において回転方向の前方を「下流側」と称する。第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂは、ベルト７０１の外周面に近接して配設されるが、第２励磁回路７ｂは、第１励磁回路７ａよりも下流側の位置に配設される。
【００１９】
図４は、第１励磁回路７ａの第１コイル２１及び第２励磁回路７ｂの第２コイル２２をベルト７０１の外周側からみた図である。同図下側がベルト７０１の回転方向下流側である。第１コイル２１、第２コイル２２は、それぞれ、ベルト７０１の長手方向に長く巻回されている。図２、図３で示される第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの図は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面に相当する図である。
【００２０】
図２、図３において、第１コイル２１は断面で示しているため、上流側束部２１ａ、下流側束部２１ｂが図示されている。第１コア３１も同様で、上流側半部３１ａ、下流側半部３１ｂが図示されている。第２コイル２２、第２コア３２についても同様に、上流側束部２２ａ、下流側束部２２ｂ、上流側半部３２ａ、下流側半部３２ｂが図示されている。
【００２１】
第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂにおいて、電源装置１０２ａ、１０２ｂ（図５参照）から動作モードに対応した交流電流が第１コイル２１、第２コイル２２に流れると、磁場が発生する。すると、発生した磁場に応じてベルト７０１の導電性発熱体に渦電流が発生して発熱する。上記動作モードには、少なくとも、定着動作を行う画像形成モードと、定着動作を行わないで待機するスタイバイモードとがある。
【００２２】
温度センサ７０５は、ベルト７０１の表面温度を検出する。画像形成モードでは、温度センサ７０５での検出結果に基づいて、上記電源装置１０２ａ、１０２ｂによる第１コイル２１、第２コイル２２の交流電流が制御されることで、ベルト７０１の表面温度が一定に保たれる。駆動装置７０６は、モータ等からなり、加圧ローラ７０２を回転駆動する。加圧ローラ７０２はベルト７０１に対して着脱可能、すなわち、係合（当接乃至接触）する状態と係合しない状態とをとることが可能なように構成される。加圧ローラ７０２の着脱動作はソレノイド７１０によりなされる。ベルト７０１は、加圧ローラ７０２と係合していない状態では、ベルト７０１の周囲にある部品と接する部分が少ない。そのため、回転自在であり、僅かな付勢力によって回転を開始可能な状態となる。
【００２３】
図２に示すように、ソレノイド７１０の駆動によりベルト７０１に加圧ローラ７０２が当接すると、加圧装置７０７と加圧ローラ７０２との間にベルト７０１と共に記録紙Ｐが挟まれ、加圧される。このような、加圧ローラ７０２とベルト７０１との係合状態で加圧ローラ７０２が回転すると、ベルト７０１がそれに連動し、従動回転する。トナー像７０９が形成された記録紙Ｐが加圧ローラ７０２とベルト７０１とに挟み込まれると、ベルト７０１の熱で加熱されると共に、加圧装置７０７と加圧ローラ７０２とにより圧力がかかることで、トナー像７０９が記録紙Ｐに定着する。
【００２４】
図３では、加圧ローラ７０２がベルト７０１から脱した（非係合）状態であり、スタンバイ中だけでなく装置の停止時にもこの状態となる。このように、ベルト７０１を駆動装置７０６にて回転させる必要が無い期間は、駆動装置７０６を停止させると共に、ソレノイド７１０の駆動により加圧ローラ７０２を脱してベルト７０１の変形等を防止している。
【００２５】
図５は、本装置の制御機構の構成を示したブロック図である。この制御機構は、制御手段としてのコントローラ１０１を有する。上記した温度センサ７０５、駆動装置７０６、ソレノイド７１０のほか、第１励磁回路７ａを駆動する電源装置１０２ａ、第２励磁回路７ｂを駆動する電源装置１０２ｂ、表示部・操作部１０３がコントローラ１０１に電気的に接続されている。コントローラ１０１は、ＣＰＵのほか、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置を含んでいる（いずれも図示せず）。
【００２６】
次に、各動作モードのうち画像形成モードを説明する。本実施の形態では、画像形成モードとして「コピーモード」を例示するが、これに限られない。すなわち、定着動作を要するモードであれば、コピーモード以外のモードにも適用できる。
【００２７】
コピーモードにおいて、表示部・操作部１０３から利用者の指示に基づいて画像形成動作が開始され、図５に示される各構成要素は、コントローラ１０１からの通信により動作を開始する。コントローラ１０１は、ソレノイド７１０にて加圧ローラ７０２をベルト７０１に係合させるよう制御すると共に、駆動装置７０６による加圧ローラ７０２を介したベルト７０１の回転制御を行う（図２）。また、コントローラ１０１は、温度センサ７０５の検出結果に基づいてベルト７０１の表面温度を一定に保つように、電源装置１０２ａ、１０２ｂを介してそれぞれ第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの制御を行う。これらの制御に際して、コントローラ１０１は、接続されている各構成要素に対して、画像形成動作シーケンスに従ったタイミング制御や、各構成要素のオン／オフ動作制御もしくは制御パラメータの送受信を行っている。
【００２８】
次に、スタンバイモードにおける動作を説明する。スタンバイモードを含む、画像形成動作時以外のときには、コントローラ１０１は、ソレノイド７１０にて加圧ローラ７０２をベルト７０１から離脱して係合を解除するよう制御する。さらに、スタンバイ中に温度調整が必要な場合には、コントローラ１０１は、温度センサ７０５の検出結果に基づいて、ベルト７０１の表面温度をスタンバイモードに適した（画像形成時よりも低温の）一定温度に保つように制御する。すなわち、電源装置１０２ａ、１０２ｂを介してそれぞれ第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの制御を行う。
【００２９】
本実施の形態では特に、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの制御により、ベルト７０１に回転力を発生させて回転させ、ベルト７０１の表面全体を均一な温度に制御する。スタンバイモード時の第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの駆動態様について説明する。
【００３０】
図６は、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。コントローラ１０１は、ベルト７０１と加圧ローラ７０２との非係合状態において、電源装置１０２ａ、１０２ｂの各々を独立して駆動制御できる。従って、励磁回路７ａ、７ｂを個別のタイミングにてパルス状に励磁ＯＮ／励磁ＯＦＦ駆動（オン／オフ駆動）することができる。コントローラ１０１からのスタンバイ時の制御信号をもとに、電源装置１０２ａ、１０２ｂが動作する。
【００３１】
上記した画像形成モードにおいては、励磁回路７ａ、７ｂは、同一位相で駆動される。しかし、スタンバイモードでは、画像形成モードとは異なり、図６に示すように、励磁回路７ａ、７ｂは、互いに位相差をもった波形で励磁動作する。具体的には、π／２の位相差をもって一定周期で繰り返し励磁動作させるよう、コントローラ１０１が制御する。すなわち、第２励磁回路７ｂは第１励磁回路７ａに対してπ／２だけ遅れて励磁動作する。第１励磁回路７ａが最初に励磁動作する。ベルト７０１の表面温度がスタンバイモードに応じて定められたスタンバイ時目標温度に達すると励磁動作は停止され、スタンバイ時目標温度を下回ると、上記した位相差をもった励磁動作が再開される。なお、構成を簡単にする観点に限れば、ベルト７０１の表面温度の検出値にかかわらず、図６に示すパターンによる励磁動作を継続するようにしてもよい。
【００３２】
このような位相差のある波形をもって、併設される２つの励磁回路７ａ、７ｂが動作することで、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂがそれぞれモータにおけるステータの役割を果たし、ベルト７０１がモータにおけるロータの役割を果たす。これにより、以下に説明するように、スタンバイ中の軽い負荷状態であるベルト７０１に回転力を発生させることが可能となる。
【００３３】
図７、図８は、スタンバイモードでのベルト７０１の回転動作のイメージを表した図である。図２、図３に対して、一部の構成要素の図示を省略している。
【００３４】
まず、第１励磁回路７ａがオンの状態では、ベルト７０１（の導電性発熱体）における第１励磁回路７ａに対向する部分（「対向部」と称する）に渦電流が流れて電磁誘導の作用により磁束が生じる（図７）。そして、第１励磁回路７ａがオフとなった時点で、「対向部」に、発生していた磁束を消させないような渦電流、すなわち、オン状態時とは逆方向の渦電流が一時的に生じる。第２励磁回路７ｂは、第１励磁回路７ａがオフとなる前の段階でオンとされている（図６）。従って、第１励磁回路７ａがオフとなった時点で、図６に示すように、第２励磁回路７ｂはオン状態になっている（図８）。
【００３５】
そのため、その時点で「対向部」と第２励磁回路７ｂとが引きつけ合うことになる。これにより、「対向部」が、第２励磁回路７ｂに引き寄せられることでベルト７０１が図２の時計方向に回転する。
【００３６】
停止状態のベルト７０１に回転力を効率よく発生させるためには、励磁回路７ａ、７ｂの一方がオフとなった時点で他方がオン状態となっているような関係にあればよく、駆動の位相差はπ／２に限られない。また、特に、停止状態のベルト７０１に図２の時計方向への回転力を効率よく発生させるためには、最初に動作する第１励磁回路７ａの位置に対して、時計方向（下流側）における１８０°よりも小さい回転角度範囲内の位置に第２励磁回路７ｂを配置するのがよい。
【００３７】
このように、励磁回路７ａ、７ｂは、停止状態にあるベルト７０１の回転を開始させる役割を果たすが、渦電流がベルト７０１（の導電性発熱体）に流れる結果、ベルト７０１を発熱させる役割も当然に果たす。ここで、上記のようにベルト７０１が回転していることによって、生じた熱が一部に片寄ることが回避される。これにより、ベルト７０１を均一に加熱することが可能となる。
【００３８】
これは、スタンバイモードにおいて、適当に加熱状態を維持するのに有効である。特に、加圧ローラ７０２を動作させる必要がないので、消費電力を抑えることができ、ベルト７０１を回転させるための専用の機構を備える必要もないので、構成がいたずらに複雑化することがない。
【００３９】
図９は、スタンバイモードの処理のフローチャートである。図１０は、画像形成モード（コピーモード）の処理のフローチャートである。本装置の電源投入直後には、図９の処理が開始され、後述する図９のステップＳ４０３の処理後に図１０の処理が開始される。後述する図１０のステップＳ６０６の処理後には再び図９の処理が開始される。
【００４０】
まず、図９のステップＳ４０１では、コントローラ１０１は、スタンバイモード設定を行う。すなわち、ソレノイド７１０の駆動により加圧ローラ７０２をベルト７０１から離脱させ（係合を解いて）、駆動装置７０６をオフにして加圧ローラ７０２の回転を停止させる。
【００４１】
次に、ステップＳ４０２では、コントローラ１０１は、コピーモード復帰信号の有無をチェックし、コピーモード復帰信号があれば、スタンバイモードを終了し（ステップＳ４０３）、図１０のコピーモードの処理に移行する。
【００４２】
一方、コピーモード復帰信号がない場合は、コントローラ１０１は、ステップＳ４０４で、スタンバイモードにて温度調整が必要な状態であるか否かを、温度調整信号の有無によって判別する。この温度調整信号は、例えば、ユーザの指示に基づく設定によって発生するが、これに限られない。そして、温度調整が必要な状態である場合は、ステップＳ４０５で、コントローラ１０１は、スタンバイモードにおける温度調整制御を実行する。この温度調整制御では、温度センサ７０５で検出されるベルト７０１の表面温度が上記スタンバイ時目標温度に一致するように、電源装置１０２ａ及び電源装置１０２ｂを駆動して、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂを励磁する。これらを励磁駆動する際の態様は、上記した図６に示した通り、位相差を有する態様である。
【００４３】
一方、前記ステップＳ４０４の判別の結果、温度調整が必要でない場合は、コントローラ１０１は、ステップＳ４０６で、温度調整制御を停止する。すなわち、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの励磁動作を停止する。ステップＳ４０５またはステップＳ４０６の処理後は、コントローラ１０１は、前記ステップＳ４０２に処理を戻す。
【００４４】
なお、前記ステップＳ４０４、Ｓ４０６のステップを廃止し、コピーモード復帰信号がない限り、一律にステップＳ４０５のスタンバイモードにおける温度調整制御が実行されるように構成してもよい。
【００４５】
次に画像形成動作時の動作を説明する。まず、図１０のステップＳ６０１で、コントローラ１０１は、コピーモード設定を行う。すなわち、ソレノイド７１０の駆動により加圧ローラ７０２をベルト７０１に係合させ、駆動装置７０６をオンにして加圧ローラ７０２の回転を開始させる。
【００４６】
次に、ステップＳ６０２で、コントローラ１０１は、ベルト７０１の加熱を開始する。すなわち、電源装置１０２ａ及び電源装置１０２ｂを駆動して、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの励磁を開始する。
【００４７】
次に、ステップＳ６０３では、コントローラ１０１は、ベルト７０１の表面温度が、コピーモードにおいて状態によって決定される所定の温度となるように温度制御する。この温度制御は、公知の手法と同じであり、電源装置１０２ａ及び電源装置１０２ｂの駆動の態様によって実現する。
【００４８】
次に、ステップＳ６０４では、コントローラ１０１は、コピーモードでの動作が完了してコピーモードを終了すべき状態となったか否かを判別し、コピーモードを終了すべき状態となるまで前記ステップＳ６０３の処理を継続する。そして、コピーモードを終了すべき状態となった場合は、ステップＳ６０５で、コントローラ１０１は、電源装置１０２ａ及び電源装置１０２ｂの駆動を停止し、ベルト７０１の加熱を停止する。
【００４９】
その後、ステップＳ６０６で、コントローラ１０１は、コピーモードを終了し、図９のスタンバイモードの処理に移行する。
【００５０】
本実施の形態によれば、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂを、ベルト７０１の回転方向に沿った異なる位置に配設し、個別のタイミングにて励磁のオンオフが制御される。これにより、加圧ローラ７０２を動作させることなく、非定着動作（スタンバイ）中においてベルト７０１を加熱しつつ回転させる機能を励磁回路７ａ、７ｂが果たすことが可能となる。よって、非定着動作中において、定着開始までの時間短縮を図りつつ非定着動作中における消費電力を抑制することができる。
【００５１】
特に、励磁回路７ａ、７ｂは、互いに位相差をもって駆動されるので、時差と位置差をもった渦電流の発生により、ベルト７０１が停止状態にあってもベルト７０１に回転力を発生させることができ、効率よく回転させることができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、スタンバイモードにて温度調整が必要な場合は、図９のステップＳ４０５で、図６に示す駆動信号パターンによる温度調整制御を実行し、それを継続することとした。これに対し、本発明の第２の実施の形態では、温度調整制御を一旦開始した後、ベルト７０１の回転が安定したら、駆動信号パターンを図１１に示す間欠駆動制御に切り換える。その他の構成は、第１の実施の形態と同じである。従って、図１１を加えて第２の実施の形態を説明する。
【００５３】
図１１は、第２の実施の形態において、ベルト７０１の回転安定後における第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。
【００５４】
起動時においては、上記図６の駆動信号パターンにてベルト７０１の回転動作を行うが、その後、ベルト７０１の回転動作が安定した状態で回転動作を継続させるために、図１１に示す、起動時に比較して簡易な駆動パターンで回転動作を可能にする。
【００５５】
図１１に示す駆動信号パターンにおいて、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂにおける駆動パルスは、画像形成動作中とは異なる所定の位相差をもった波形であり、それぞれ所定のパルス数を持ち停止期間をもった間欠波形である。具体的には、２つのパルスの波形に休止期間を持った波形である。第１励磁回路７ａの２つのパルス波形と第２励磁回路７ｂの２つのパルス波形が時間差を持って交互に現れる。
【００５６】
図１１に示す駆動パターンによっても、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂがそれぞれモータにおけるステータの役割を果たし、ベルト７０１がモータにおけるロータの役割を果たす。これにより、回転しているベルト７０１に回転力を発生させることが可能となり、回転を維持することができる。しかも、ベルト７０１への回転力付与と同時にベルト７０１への加熱を行うことでベルト７０１を均一に加熱することが可能となる。
【００５７】
また、図６に示した駆動信号パターンと比較して、停止期間があることでベルトの加熱を抑制する制御を行うことも可能となる。
【００５８】
コントローラ１０１は、例えば、次のように制御を行う。図９のステップＳ４０５で、コントローラ１０１は、図６に示す駆動信号パターンによる温度調整制御を開始した後、経過時間を計時する。そして、コントローラ１０１は、一定の時間が経過したら、ベルト７０１の回転が安定したと推定し、駆動信号パターンを図１１に示すものに切り換える。なお、経過時間に基づく代わりに、ベルト７０１の回転速度を実測し、所定の回転速度が所定の時間継続していることが検出されたら、駆動信号パターンを図１１に示すものに切り換えるようにしてもよい。
【００５９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するだけでなく、より簡易な駆動制御によりベルト７０１の回転の維持が可能となり、消費電力を一層抑制することができる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、誘導加熱手段として、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの２つが配設されたが、誘導加熱手段のベルト７０１の回転方向に沿った異なる箇所に複数配設されればよく、３つ以上でもよい。本発明の第３の実施の形態では、誘導加熱手段が３つの構成を示す。
【００６１】
図１２（ａ）は、第３の実施の形態における定着部７の構成を模式的に示す側面図であり、ベルト７０１と誘導加熱手段以外の構成要素の図示を省略している。図１２（ｂ）は、第３の実施の形態における第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。定着部７の構成については、図２、図３、図７、図８に代えて図１２（ａ）が採用され、励磁回路７ａ、７ｂの励磁パターンについては図６に代えて図１２（ｂ）が採用される。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００６２】
図１２（ａ）に示すように、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂに加えて、第３励磁回路７ｃがベルト７０１の外周面に近接して配設される。第２励磁回路７ｂは、第１励磁回路７ａよりも下流側の位置に配設されるが、第３励磁回路７ｃは、第２励磁回路７ｂよりもさらに下流側の位置に配設される。第３励磁回路７ｃの構成は励磁回路７ａ、７ｂと同様で、コイルとコアとでなる。
【００６３】
図１２（ｂ）に示すように、コントローラ１０１による制御によって、励磁回路７ａ、７ｂ、７ｃは、互いに位相差をもった波形で励磁動作する。具体的には、第２励磁回路７ｂは第１励磁回路７ａに対してπ／２だけ遅れた位相差をもって一定周期で繰り返し励磁動作する。第３励磁回路７ｃは第２励磁回路７ｂに対してπ／２だけ遅れた位相差をもって一定周期で繰り返し励磁動作する。
【００６４】
かかる構成において、第１励磁回路７ａがオフとなった時点で第２励磁回路７ｂはオン状態になっている。そのため、第１の実施の形態と同様に、第１励磁回路７ａに対向する部分が第２励磁回路７ｂに引き寄せられることでベルト７０１が時計方向への回転力を受ける。また、第２励磁回路７ｂがオフとなった時点で第３励磁回路７ｃはオン状態になっている。そのため、第２励磁回路７ｂに対向する部分が第３励磁回路７ｃに引き寄せられることでベルト７０１が時計方向への回転力を受ける。このようにして、ベルト７０１が時計方向に回転する。
【００６５】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態において、励磁回路７ａ、７ｂ、７ｃの位相差と配置との関係は、例示したものに限られない。停止状態のベルト７０１に回転力を効率よく発生させるためには、励磁回路７ａ、７ｂ、７ｃのうち、ある励磁回路がオフになった時点で、その励磁回路に対して下流側に隣接する励磁回路がオン状態となっているように制御すればよい。
【００６７】
より確実にベルト７０１に時計方向の回転起動力を発生させる観点からは、励磁回路７ａ、７ｂ、７ｃの相互の配置位置を、互いに１８０°以内の角度範囲内となるように配設してもよい。例えば、等間隔に配置してもよい。
【００６８】
ところで、第２の実施の形態において用いた図１１に示す駆動信号パターンでは、第１励磁回路７ａと第２励磁回路７ｂとで交互に現れる波形は２つのパルス波形であったが、図１３（ａ）に示すように、１つのパルス波形としてもよい。あるいは、３つ以上のパルス波形としてもよい。
【００６９】
また、図１２（ａ）のような、励磁回路が３つである構成を採用する場合においても、第２の実施の形態を採用することができる。その場合は、例えば、図１３（ｂ）に示すように、ベルト７０１の回転が安定したら、駆動信号パターンを図１２（ｂ）に示すものから図１３（ａ）に示す間欠駆動制御に切り換えるようにすればよい。各励磁回路の駆動信号パターンで現れる波形は、図１３（ａ）と同様に１つのパルス波形でもよいし、３つ以上のパルス波形としてもよい。
【００７０】
結局、消費電力を抑制する上で、ベルト７０１に回転起動力を与える初期の駆動信号パターン（図６、図１２（ｂ））から、ベルト７０１の回転安定後に回転維持のために適用する駆動信号パターンは、次のような条件とすればよい。すなわち、コントローラ１０１は、初期の駆動信号パターン（図６、図１２（ｂ））に比し、各励磁回路がオンとなる頻度が低く且つ各励磁回路がオン状態となる期間が相互に重ならないように各励磁回路を駆動制御すればよい。図１１、図１３（ａ）、（ｂ）がその例である。
【００７１】
なお、上記各実施の形態において、コントローラ１０１は、ベルト７０１と加圧ローラ７０２との非係合状態において、各励磁回路を個別のタイミングにて駆動制御できるが、その制御の態様は、上記例示した態様に限定されない。各励磁回路の励磁動作もオン／オフ動作に限るものでもない。すなわち、スタンバイモードにおいて、停止状態のベルト７０１に対しては、回転起動力が発生するように各励磁回路を励磁制御すればよい。そして、スタンバイモードにおいて、回転が安定しているベルト７０１に対しては、回転を維持できるように各励磁回路を励磁制御すればよい。
【００７２】
なお、上記各実施の形態において、各励磁回路（７ａ、７ｂ、７ｃ）は、ベルト７０１の外周面に近接配置されたが、内周面に近接配置してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
３１、３２ コア
２１、２２ コイル
７ａ、７ｂ、７ｃ 励磁回路
１０１ コントローラ
７０１ ベルト
７０２ 加圧ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導加熱方式が採用される定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に、画像形成装置においては、被定着部材である記録紙上に転写されたトナー像のトナーを熱によって融解して記録紙に定着させるための定着装置が備えられている。定着装置としては、近年では薄肉金属のベルト等の回転体（定着ローラ）を誘導加熱により発熱させる電磁誘導加熱方式が多く用いられるようになってきた。
【０００３】
下記特許文献１に記載される電磁誘導加熱方式の定着装置は、ウォームアップ短縮、省エネルギの観点から定着ローラの周方向の一部を加熱する局部加熱をする定着装置も知られている。
【０００４】
この装置では、定着ローラが所定の定着可能温度に達した後に定着動作が行われない画像形成待機（以下、「スタンバイ」という）中において、定着ローラの温度を画像形成時の定着温度より低い所定温度範囲に温度調整する。そして、この温度調整を行いながら定着ローラを回転させることで、周方向の温度ムラを防止すると同時に、待機時における省エネルギを図っている。
【０００５】
また、下記特許文献２においては、定着ローラを局所加熱する定着装置において、ファーストプリントアウトタイムの短縮のため、スタンバイ時に定着ローラの回転及び温度調節をする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５４２２２号公報
【特許文献２】特開２００７−５７６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
省エネルギの観点から、本来、スタンバイ状態で動作の必要ないものは、電源を遮断もしくは動作停止させることで消費電力を低減することが望ましい。ところが、上記従来の装置では、スタンバイ状態で定着ローラを回転動作させるため、駆動手段であるモータ、モータを駆動制御する制御回路、及び、モータや制御回路に電力を供給する電源装置等、多くの回路を動作させる必要がある。そのため、通常の画像形成動作時に近い電力を消費することとなる。
【０００８】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、定着開始までの時間短縮を図りつつ非定着動作中における消費電力を抑制することができる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の定着装置は、被定着部材に転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、導電層が設けられた定着ローラと、前記定着ローラと係合状態で回転することで前記定着ローラを従動回転させる加圧ローラと、磁性体コア及び励磁コイルを有し、前記定着ローラに設けられた前記導電層に渦電流を発生させて発熱させる誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段の駆動を制御する制御手段とを有し、前記誘導加熱手段は、前記定着ローラの回転方向に沿った異なる箇所に複数配設され、前記制御手段は、前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記複数の誘導加熱手段を個別のタイミングにて駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定着開始までの時間短縮を図りつつ非定着動作中における消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】画像形成動作中の定着部の構成を模式的に示す側面図である。
【図３】スタンバイ中の定着部の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】第１励磁回路の第１コイル及び第２励磁回路の第２コイルをベルトの外周側からみた図である。
【図５】本装置の制御機構の構成を示したブロック図である。
【図６】第１、第２励磁回路の駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。
【図７】スタンバイモードでのベルトの回転動作のイメージを表した図である。
【図８】スタンバイモードでのベルトの回転動作のイメージを表した図である。
【図９】スタンバイモードの処理のフローチャートである。
【図１０】画像形成モード（コピーモード）の処理のフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態において、ベルトの回転安定後における第１、第２励磁回路の駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。
【図１２】第３の実施の形態における定着部の構成を模式的に示す側面図（図（ａ））、第１励磁回路及び第２励磁回路の駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図（図（ｂ））である。
【図１３】第２の実施の形態の変形例において、ベルトの回転安定後における第１、第２励磁回路の駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を備える画像形成装置の概略構成を示す模式図である。本装置は、少なくとも定着機能を有し、例えば、電子写真プロセスのタンデム方式のカラー画像形成装置として構成される。
【００１３】
本装置は、各４組の感光体１（１ａ〜１ｄ）、１次帯電部２（２ａ〜２ｄ）、露光部３（３ａ〜３ｄ）、現像部４（４ａ〜４ｄ）、１次転写部５３（５３ａ〜５３ｄ）、クリーナ６（６ａ〜６ｄ）、電位センサ８（８ａ〜８ｄ）を備える。さらに、各１つの中間転写ベルト５１、中間転写ベルトクリーナ５５、２次転写部５６、５７、定着部７を備える。
【００１４】
４個の１次帯電部２によって対応する感光体１がそれぞれ一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が対応する露光部３によってなされることにより、各感光体１上に静電潜像が形成される。その後、対応する現像部４によってトナー像が現像され、各感光体１上のトナー像は対応する１次転写部５３によって中間転写ベルト５１に多重転写される。そして多重転写されたトナー像は、さらに２次転写部５６、５７によって記録紙Ｐに転写される。感光体１上に残った転写残トナーは対応するクリーナ６によって回収され、中間転写ベルト５１に残った転写残トナーは中間転写ベルトクリーナ５５によって回収される。被定着部材である記録紙Ｐに転写されたトナー像は、定着部７によって定着されることにより、カラー画像が得られる。
【００１５】
定着部７としては、電磁誘導加熱方式を採用している。電磁誘導加熱方式は、電磁誘導発熱性の発熱体に磁束発生装置で磁束を発生させ、発熱体に生じる渦電流に基づくジュール熱で被定着部材（記録紙Ｐ）を加熱して未定着のトナー像を定着処理する方式である。
【００１６】
図２、図３は、定着部７の構成を模式的に示す側面図である。図２は画像形成動作中、図３は画像形成待機（以下、「スタンバイ」という）中の状態を示している。
【００１７】
定着部７は、いわゆる定着ローラであるベルト７０１、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂ、加圧装置７０７、加圧ローラ７０２、駆動装置７０６、ソレノイド７１０、温度センサ７０５を備える。ベルト７０１は、薄肉金属等で円筒状に構成され、導電性発熱体（導電体）を導電層として含み、この導電性発熱体が加熱される。導電性発熱体は、表側、内側、中間のいずれの層に設けてもよい。
【００１８】
第１励磁回路７ａは、第１コイル２１（２１ａ、２１ｂ）と第１コア３１（３１ａ、３１ｂ）とでなる。第２励磁回路７ｂは、第２コイル２２（２２ａ、２２ｂ）と第２コア３２（３２ａ、３２ｂ）とでなる。第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂが「誘導加熱手段」である。第１コア３１及び第２コア３２が「磁性体コア」である。第１コイル２１及び第２コイル２２が「励磁コイル」である。後述するように、ベルト７０１は、定着動作時には図２、図３の時計方向に回転する。ベルト７０１の周方向において回転方向の前方を「下流側」と称する。第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂは、ベルト７０１の外周面に近接して配設されるが、第２励磁回路７ｂは、第１励磁回路７ａよりも下流側の位置に配設される。
【００１９】
図４は、第１励磁回路７ａの第１コイル２１及び第２励磁回路７ｂの第２コイル２２をベルト７０１の外周側からみた図である。同図下側がベルト７０１の回転方向下流側である。第１コイル２１、第２コイル２２は、それぞれ、ベルト７０１の長手方向に長く巻回されている。図２、図３で示される第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの図は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面に相当する図である。
【００２０】
図２、図３において、第１コイル２１は断面で示しているため、上流側束部２１ａ、下流側束部２１ｂが図示されている。第１コア３１も同様で、上流側半部３１ａ、下流側半部３１ｂが図示されている。第２コイル２２、第２コア３２についても同様に、上流側束部２２ａ、下流側束部２２ｂ、上流側半部３２ａ、下流側半部３２ｂが図示されている。
【００２１】
第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂにおいて、電源装置１０２ａ、１０２ｂ（図５参照）から動作モードに対応した交流電流が第１コイル２１、第２コイル２２に流れると、磁場が発生する。すると、発生した磁場に応じてベルト７０１の導電性発熱体に渦電流が発生して発熱する。上記動作モードには、少なくとも、定着動作を行う画像形成モードと、定着動作を行わないで待機するスタイバイモードとがある。
【００２２】
温度センサ７０５は、ベルト７０１の表面温度を検出する。画像形成モードでは、温度センサ７０５での検出結果に基づいて、上記電源装置１０２ａ、１０２ｂによる第１コイル２１、第２コイル２２の交流電流が制御されることで、ベルト７０１の表面温度が一定に保たれる。駆動装置７０６は、モータ等からなり、加圧ローラ７０２を回転駆動する。加圧ローラ７０２はベルト７０１に対して着脱可能、すなわち、係合（当接乃至接触）する状態と係合しない状態とをとることが可能なように構成される。加圧ローラ７０２の着脱動作はソレノイド７１０によりなされる。ベルト７０１は、加圧ローラ７０２と係合していない状態では、ベルト７０１の周囲にある部品と接する部分が少ない。そのため、回転自在であり、僅かな付勢力によって回転を開始可能な状態となる。
【００２３】
図２に示すように、ソレノイド７１０の駆動によりベルト７０１に加圧ローラ７０２が当接すると、加圧装置７０７と加圧ローラ７０２との間にベルト７０１と共に記録紙Ｐが挟まれ、加圧される。このような、加圧ローラ７０２とベルト７０１との係合状態で加圧ローラ７０２が回転すると、ベルト７０１がそれに連動し、従動回転する。トナー像７０９が形成された記録紙Ｐが加圧ローラ７０２とベルト７０１とに挟み込まれると、ベルト７０１の熱で加熱されると共に、加圧装置７０７と加圧ローラ７０２とにより圧力がかかることで、トナー像７０９が記録紙Ｐに定着する。
【００２４】
図３では、加圧ローラ７０２がベルト７０１から脱した（非係合）状態であり、スタンバイ中だけでなく装置の停止時にもこの状態となる。このように、ベルト７０１を駆動装置７０６にて回転させる必要が無い期間は、駆動装置７０６を停止させると共に、ソレノイド７１０の駆動により加圧ローラ７０２を脱してベルト７０１の変形等を防止している。
【００２５】
図５は、本装置の制御機構の構成を示したブロック図である。この制御機構は、制御手段としてのコントローラ１０１を有する。上記した温度センサ７０５、駆動装置７０６、ソレノイド７１０のほか、第１励磁回路７ａを駆動する電源装置１０２ａ、第２励磁回路７ｂを駆動する電源装置１０２ｂ、表示部・操作部１０３がコントローラ１０１に電気的に接続されている。コントローラ１０１は、ＣＰＵのほか、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置を含んでいる（いずれも図示せず）。
【００２６】
次に、各動作モードのうち画像形成モードを説明する。本実施の形態では、画像形成モードとして「コピーモード」を例示するが、これに限られない。すなわち、定着動作を要するモードであれば、コピーモード以外のモードにも適用できる。
【００２７】
コピーモードにおいて、表示部・操作部１０３から利用者の指示に基づいて画像形成動作が開始され、図５に示される各構成要素は、コントローラ１０１からの通信により動作を開始する。コントローラ１０１は、ソレノイド７１０にて加圧ローラ７０２をベルト７０１に係合させるよう制御すると共に、駆動装置７０６による加圧ローラ７０２を介したベルト７０１の回転制御を行う（図２）。また、コントローラ１０１は、温度センサ７０５の検出結果に基づいてベルト７０１の表面温度を一定に保つように、電源装置１０２ａ、１０２ｂを介してそれぞれ第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの制御を行う。これらの制御に際して、コントローラ１０１は、接続されている各構成要素に対して、画像形成動作シーケンスに従ったタイミング制御や、各構成要素のオン／オフ動作制御もしくは制御パラメータの送受信を行っている。
【００２８】
次に、スタンバイモードにおける動作を説明する。スタンバイモードを含む、画像形成動作時以外のときには、コントローラ１０１は、ソレノイド７１０にて加圧ローラ７０２をベルト７０１から離脱して係合を解除するよう制御する。さらに、スタンバイ中に温度調整が必要な場合には、コントローラ１０１は、温度センサ７０５の検出結果に基づいて、ベルト７０１の表面温度をスタンバイモードに適した（画像形成時よりも低温の）一定温度に保つように制御する。すなわち、電源装置１０２ａ、１０２ｂを介してそれぞれ第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの制御を行う。
【００２９】
本実施の形態では特に、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの制御により、ベルト７０１に回転力を発生させて回転させ、ベルト７０１の表面全体を均一な温度に制御する。スタンバイモード時の第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの駆動態様について説明する。
【００３０】
図６は、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。コントローラ１０１は、ベルト７０１と加圧ローラ７０２との非係合状態において、電源装置１０２ａ、１０２ｂの各々を独立して駆動制御できる。従って、励磁回路７ａ、７ｂを個別のタイミングにてパルス状に励磁ＯＮ／励磁ＯＦＦ駆動（オン／オフ駆動）することができる。コントローラ１０１からのスタンバイ時の制御信号をもとに、電源装置１０２ａ、１０２ｂが動作する。
【００３１】
上記した画像形成モードにおいては、励磁回路７ａ、７ｂは、同一位相で駆動される。しかし、スタンバイモードでは、画像形成モードとは異なり、図６に示すように、励磁回路７ａ、７ｂは、互いに位相差をもった波形で励磁動作する。具体的には、π／２の位相差をもって一定周期で繰り返し励磁動作させるよう、コントローラ１０１が制御する。すなわち、第２励磁回路７ｂは第１励磁回路７ａに対してπ／２だけ遅れて励磁動作する。第１励磁回路７ａが最初に励磁動作する。ベルト７０１の表面温度がスタンバイモードに応じて定められたスタンバイ時目標温度に達すると励磁動作は停止され、スタンバイ時目標温度を下回ると、上記した位相差をもった励磁動作が再開される。なお、構成を簡単にする観点に限れば、ベルト７０１の表面温度の検出値にかかわらず、図６に示すパターンによる励磁動作を継続するようにしてもよい。
【００３２】
このような位相差のある波形をもって、併設される２つの励磁回路７ａ、７ｂが動作することで、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂがそれぞれモータにおけるステータの役割を果たし、ベルト７０１がモータにおけるロータの役割を果たす。これにより、以下に説明するように、スタンバイ中の軽い負荷状態であるベルト７０１に回転力を発生させることが可能となる。
【００３３】
図７、図８は、スタンバイモードでのベルト７０１の回転動作のイメージを表した図である。図２、図３に対して、一部の構成要素の図示を省略している。
【００３４】
まず、第１励磁回路７ａがオンの状態では、ベルト７０１（の導電性発熱体）における第１励磁回路７ａに対向する部分（「対向部」と称する）に渦電流が流れて電磁誘導の作用により磁束が生じる（図７）。そして、第１励磁回路７ａがオフとなった時点で、「対向部」に、発生していた磁束を消させないような渦電流、すなわち、オン状態時とは逆方向の渦電流が一時的に生じる。第２励磁回路７ｂは、第１励磁回路７ａがオフとなる前の段階でオンとされている（図６）。従って、第１励磁回路７ａがオフとなった時点で、図６に示すように、第２励磁回路７ｂはオン状態になっている（図８）。
【００３５】
そのため、その時点で「対向部」と第２励磁回路７ｂとが引きつけ合うことになる。これにより、「対向部」が、第２励磁回路７ｂに引き寄せられることでベルト７０１が図２の時計方向に回転する。
【００３６】
停止状態のベルト７０１に回転力を効率よく発生させるためには、励磁回路７ａ、７ｂの一方がオフとなった時点で他方がオン状態となっているような関係にあればよく、駆動の位相差はπ／２に限られない。また、特に、停止状態のベルト７０１に図２の時計方向への回転力を効率よく発生させるためには、最初に動作する第１励磁回路７ａの位置に対して、時計方向（下流側）における１８０°よりも小さい回転角度範囲内の位置に第２励磁回路７ｂを配置するのがよい。
【００３７】
このように、励磁回路７ａ、７ｂは、停止状態にあるベルト７０１の回転を開始させる役割を果たすが、渦電流がベルト７０１（の導電性発熱体）に流れる結果、ベルト７０１を発熱させる役割も当然に果たす。ここで、上記のようにベルト７０１が回転していることによって、生じた熱が一部に片寄ることが回避される。これにより、ベルト７０１を均一に加熱することが可能となる。
【００３８】
これは、スタンバイモードにおいて、適当に加熱状態を維持するのに有効である。特に、加圧ローラ７０２を動作させる必要がないので、消費電力を抑えることができ、ベルト７０１を回転させるための専用の機構を備える必要もないので、構成がいたずらに複雑化することがない。
【００３９】
図９は、スタンバイモードの処理のフローチャートである。図１０は、画像形成モード（コピーモード）の処理のフローチャートである。本装置の電源投入直後には、図９の処理が開始され、後述する図９のステップＳ４０３の処理後に図１０の処理が開始される。後述する図１０のステップＳ６０６の処理後には再び図９の処理が開始される。
【００４０】
まず、図９のステップＳ４０１では、コントローラ１０１は、スタンバイモード設定を行う。すなわち、ソレノイド７１０の駆動により加圧ローラ７０２をベルト７０１から離脱させ（係合を解いて）、駆動装置７０６をオフにして加圧ローラ７０２の回転を停止させる。
【００４１】
次に、ステップＳ４０２では、コントローラ１０１は、コピーモード復帰信号の有無をチェックし、コピーモード復帰信号があれば、スタンバイモードを終了し（ステップＳ４０３）、図１０のコピーモードの処理に移行する。
【００４２】
一方、コピーモード復帰信号がない場合は、コントローラ１０１は、ステップＳ４０４で、スタンバイモードにて温度調整が必要な状態であるか否かを、温度調整信号の有無によって判別する。この温度調整信号は、例えば、ユーザの指示に基づく設定によって発生するが、これに限られない。そして、温度調整が必要な状態である場合は、ステップＳ４０５で、コントローラ１０１は、スタンバイモードにおける温度調整制御を実行する。この温度調整制御では、温度センサ７０５で検出されるベルト７０１の表面温度が上記スタンバイ時目標温度に一致するように、電源装置１０２ａ及び電源装置１０２ｂを駆動して、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂを励磁する。これらを励磁駆動する際の態様は、上記した図６に示した通り、位相差を有する態様である。
【００４３】
一方、前記ステップＳ４０４の判別の結果、温度調整が必要でない場合は、コントローラ１０１は、ステップＳ４０６で、温度調整制御を停止する。すなわち、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの励磁動作を停止する。ステップＳ４０５またはステップＳ４０６の処理後は、コントローラ１０１は、前記ステップＳ４０２に処理を戻す。
【００４４】
なお、前記ステップＳ４０４、Ｓ４０６のステップを廃止し、コピーモード復帰信号がない限り、一律にステップＳ４０５のスタンバイモードにおける温度調整制御が実行されるように構成してもよい。
【００４５】
次に画像形成動作時の動作を説明する。まず、図１０のステップＳ６０１で、コントローラ１０１は、コピーモード設定を行う。すなわち、ソレノイド７１０の駆動により加圧ローラ７０２をベルト７０１に係合させ、駆動装置７０６をオンにして加圧ローラ７０２の回転を開始させる。
【００４６】
次に、ステップＳ６０２で、コントローラ１０１は、ベルト７０１の加熱を開始する。すなわち、電源装置１０２ａ及び電源装置１０２ｂを駆動して、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの励磁を開始する。
【００４７】
次に、ステップＳ６０３では、コントローラ１０１は、ベルト７０１の表面温度が、コピーモードにおいて状態によって決定される所定の温度となるように温度制御する。この温度制御は、公知の手法と同じであり、電源装置１０２ａ及び電源装置１０２ｂの駆動の態様によって実現する。
【００４８】
次に、ステップＳ６０４では、コントローラ１０１は、コピーモードでの動作が完了してコピーモードを終了すべき状態となったか否かを判別し、コピーモードを終了すべき状態となるまで前記ステップＳ６０３の処理を継続する。そして、コピーモードを終了すべき状態となった場合は、ステップＳ６０５で、コントローラ１０１は、電源装置１０２ａ及び電源装置１０２ｂの駆動を停止し、ベルト７０１の加熱を停止する。
【００４９】
その後、ステップＳ６０６で、コントローラ１０１は、コピーモードを終了し、図９のスタンバイモードの処理に移行する。
【００５０】
本実施の形態によれば、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂを、ベルト７０１の回転方向に沿った異なる位置に配設し、個別のタイミングにて励磁のオンオフが制御される。これにより、加圧ローラ７０２を動作させることなく、非定着動作（スタンバイ）中においてベルト７０１を加熱しつつ回転させる機能を励磁回路７ａ、７ｂが果たすことが可能となる。よって、非定着動作中において、定着開始までの時間短縮を図りつつ非定着動作中における消費電力を抑制することができる。
【００５１】
特に、励磁回路７ａ、７ｂは、互いに位相差をもって駆動されるので、時差と位置差をもった渦電流の発生により、ベルト７０１が停止状態にあってもベルト７０１に回転力を発生させることができ、効率よく回転させることができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、スタンバイモードにて温度調整が必要な場合は、図９のステップＳ４０５で、図６に示す駆動信号パターンによる温度調整制御を実行し、それを継続することとした。これに対し、本発明の第２の実施の形態では、温度調整制御を一旦開始した後、ベルト７０１の回転が安定したら、駆動信号パターンを図１１に示す間欠駆動制御に切り換える。その他の構成は、第１の実施の形態と同じである。従って、図１１を加えて第２の実施の形態を説明する。
【００５３】
図１１は、第２の実施の形態において、ベルト７０１の回転安定後における第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。
【００５４】
起動時においては、上記図６の駆動信号パターンにてベルト７０１の回転動作を行うが、その後、ベルト７０１の回転動作が安定した状態で回転動作を継続させるために、図１１に示す、起動時に比較して簡易な駆動パターンで回転動作を可能にする。
【００５５】
図１１に示す駆動信号パターンにおいて、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂにおける駆動パルスは、画像形成動作中とは異なる所定の位相差をもった波形であり、それぞれ所定のパルス数を持ち停止期間をもった間欠波形である。具体的には、２つのパルスの波形に休止期間を持った波形である。第１励磁回路７ａの２つのパルス波形と第２励磁回路７ｂの２つのパルス波形が時間差を持って交互に現れる。
【００５６】
図１１に示す駆動パターンによっても、第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂがそれぞれモータにおけるステータの役割を果たし、ベルト７０１がモータにおけるロータの役割を果たす。これにより、回転しているベルト７０１に回転力を発生させることが可能となり、回転を維持することができる。しかも、ベルト７０１への回転力付与と同時にベルト７０１への加熱を行うことでベルト７０１を均一に加熱することが可能となる。
【００５７】
また、図６に示した駆動信号パターンと比較して、停止期間があることでベルトの加熱を抑制する制御を行うことも可能となる。
【００５８】
コントローラ１０１は、例えば、次のように制御を行う。図９のステップＳ４０５で、コントローラ１０１は、図６に示す駆動信号パターンによる温度調整制御を開始した後、経過時間を計時する。そして、コントローラ１０１は、一定の時間が経過したら、ベルト７０１の回転が安定したと推定し、駆動信号パターンを図１１に示すものに切り換える。なお、経過時間に基づく代わりに、ベルト７０１の回転速度を実測し、所定の回転速度が所定の時間継続していることが検出されたら、駆動信号パターンを図１１に示すものに切り換えるようにしてもよい。
【００５９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するだけでなく、より簡易な駆動制御によりベルト７０１の回転の維持が可能となり、消費電力を一層抑制することができる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、誘導加熱手段として、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂの２つが配設されたが、誘導加熱手段のベルト７０１の回転方向に沿った異なる箇所に複数配設されればよく、３つ以上でもよい。本発明の第３の実施の形態では、誘導加熱手段が３つの構成を示す。
【００６１】
図１２（ａ）は、第３の実施の形態における定着部７の構成を模式的に示す側面図であり、ベルト７０１と誘導加熱手段以外の構成要素の図示を省略している。図１２（ｂ）は、第３の実施の形態における第１励磁回路７ａ及び第２励磁回路７ｂの駆動信号パターンを時間軸に沿って示す図である。定着部７の構成については、図２、図３、図７、図８に代えて図１２（ａ）が採用され、励磁回路７ａ、７ｂの励磁パターンについては図６に代えて図１２（ｂ）が採用される。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００６２】
図１２（ａ）に示すように、第１励磁回路７ａ、第２励磁回路７ｂに加えて、第３励磁回路７ｃがベルト７０１の外周面に近接して配設される。第２励磁回路７ｂは、第１励磁回路７ａよりも下流側の位置に配設されるが、第３励磁回路７ｃは、第２励磁回路７ｂよりもさらに下流側の位置に配設される。第３励磁回路７ｃの構成は励磁回路７ａ、７ｂと同様で、コイルとコアとでなる。
【００６３】
図１２（ｂ）に示すように、コントローラ１０１による制御によって、励磁回路７ａ、７ｂ、７ｃは、互いに位相差をもった波形で励磁動作する。具体的には、第２励磁回路７ｂは第１励磁回路７ａに対してπ／２だけ遅れた位相差をもって一定周期で繰り返し励磁動作する。第３励磁回路７ｃは第２励磁回路７ｂに対してπ／２だけ遅れた位相差をもって一定周期で繰り返し励磁動作する。
【００６４】
かかる構成において、第１励磁回路７ａがオフとなった時点で第２励磁回路７ｂはオン状態になっている。そのため、第１の実施の形態と同様に、第１励磁回路７ａに対向する部分が第２励磁回路７ｂに引き寄せられることでベルト７０１が時計方向への回転力を受ける。また、第２励磁回路７ｂがオフとなった時点で第３励磁回路７ｃはオン状態になっている。そのため、第２励磁回路７ｂに対向する部分が第３励磁回路７ｃに引き寄せられることでベルト７０１が時計方向への回転力を受ける。このようにして、ベルト７０１が時計方向に回転する。
【００６５】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態において、励磁回路７ａ、７ｂ、７ｃの位相差と配置との関係は、例示したものに限られない。停止状態のベルト７０１に回転力を効率よく発生させるためには、励磁回路７ａ、７ｂ、７ｃのうち、ある励磁回路がオフになった時点で、その励磁回路に対して下流側に隣接する励磁回路がオン状態となっているように制御すればよい。
【００６７】
より確実にベルト７０１に時計方向の回転起動力を発生させる観点からは、励磁回路７ａ、７ｂ、７ｃの相互の配置位置を、互いに１８０°以内の角度範囲内となるように配設してもよい。例えば、等間隔に配置してもよい。
【００６８】
ところで、第２の実施の形態において用いた図１１に示す駆動信号パターンでは、第１励磁回路７ａと第２励磁回路７ｂとで交互に現れる波形は２つのパルス波形であったが、図１３（ａ）に示すように、１つのパルス波形としてもよい。あるいは、３つ以上のパルス波形としてもよい。
【００６９】
また、図１２（ａ）のような、励磁回路が３つである構成を採用する場合においても、第２の実施の形態を採用することができる。その場合は、例えば、図１３（ｂ）に示すように、ベルト７０１の回転が安定したら、駆動信号パターンを図１２（ｂ）に示すものから図１３（ａ）に示す間欠駆動制御に切り換えるようにすればよい。各励磁回路の駆動信号パターンで現れる波形は、図１３（ａ）と同様に１つのパルス波形でもよいし、３つ以上のパルス波形としてもよい。
【００７０】
結局、消費電力を抑制する上で、ベルト７０１に回転起動力を与える初期の駆動信号パターン（図６、図１２（ｂ））から、ベルト７０１の回転安定後に回転維持のために適用する駆動信号パターンは、次のような条件とすればよい。すなわち、コントローラ１０１は、初期の駆動信号パターン（図６、図１２（ｂ））に比し、各励磁回路がオンとなる頻度が低く且つ各励磁回路がオン状態となる期間が相互に重ならないように各励磁回路を駆動制御すればよい。図１１、図１３（ａ）、（ｂ）がその例である。
【００７１】
なお、上記各実施の形態において、コントローラ１０１は、ベルト７０１と加圧ローラ７０２との非係合状態において、各励磁回路を個別のタイミングにて駆動制御できるが、その制御の態様は、上記例示した態様に限定されない。各励磁回路の励磁動作もオン／オフ動作に限るものでもない。すなわち、スタンバイモードにおいて、停止状態のベルト７０１に対しては、回転起動力が発生するように各励磁回路を励磁制御すればよい。そして、スタンバイモードにおいて、回転が安定しているベルト７０１に対しては、回転を維持できるように各励磁回路を励磁制御すればよい。
【００７２】
なお、上記各実施の形態において、各励磁回路（７ａ、７ｂ、７ｃ）は、ベルト７０１の外周面に近接配置されたが、内周面に近接配置してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
３１、３２ コア
２１、２２ コイル
７ａ、７ｂ、７ｃ 励磁回路
１０１ コントローラ
７０１ ベルト
７０２ 加圧ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被定着部材に転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、
導電層が設けられた定着ローラと、
前記定着ローラと係合状態で回転することで前記定着ローラを従動回転させる加圧ローラと、
磁性体コア及び励磁コイルを有し、前記定着ローラに設けられた前記導電層に渦電流を発生させて発熱させる誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記誘導加熱手段は、前記定着ローラの回転方向に沿った異なる箇所に複数配設され、
前記制御手段は、前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記複数の誘導加熱手段を個別のタイミングにて駆動制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記制御手段は、前記複数の誘導加熱手段を互いに位相差を持って駆動することで、前記定着ローラに回転力を発生させるように制御することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記制御手段は、前記複数の誘導加熱手段を各々オン／オフ駆動し、前記複数の誘導加熱手段のうちある誘導加熱手段がオフになった時点で、その誘導加熱手段に対して前記定着ローラの回転方向における下流側に隣接する誘導加熱手段がオン状態となっているように制御することを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記定着ローラが回転を開始した後に、前記制御手段は、前記複数の誘導加熱手段に対する駆動制御を、前記位相差を持って駆動する制御から間欠駆動制御に切り換え、前記間欠駆動制御では、前記制御手段は、前記位相差を持って駆動する制御に比し前記各誘導加熱手段がオンとなる頻度が低く且つ前記各誘導加熱手段がオン状態となる期間が相互に重ならないように前記各誘導加熱手段を駆動制御することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態においては、前記加圧ローラの回転動作を停止させるように制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１】
被定着部材に転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、
導電層が設けられた定着ローラと、
前記定着ローラと係合状態で回転することで前記定着ローラを従動回転させる加圧ローラと、
磁性体コア及び励磁コイルを有し、前記定着ローラに設けられた前記導電層に渦電流を発生させて発熱させる誘導加熱手段と、
前記誘導加熱手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記誘導加熱手段は、前記定着ローラの回転方向に沿った異なる箇所に複数配設され、
前記制御手段は、前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記複数の誘導加熱手段を個別のタイミングにて駆動制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記制御手段は、前記複数の誘導加熱手段を互いに位相差を持って駆動することで、前記定着ローラに回転力を発生させるように制御することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記制御手段は、前記複数の誘導加熱手段を各々オン／オフ駆動し、前記複数の誘導加熱手段のうちある誘導加熱手段がオフになった時点で、その誘導加熱手段に対して前記定着ローラの回転方向における下流側に隣接する誘導加熱手段がオン状態となっているように制御することを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態において、前記定着ローラが回転を開始した後に、前記制御手段は、前記複数の誘導加熱手段に対する駆動制御を、前記位相差を持って駆動する制御から間欠駆動制御に切り換え、前記間欠駆動制御では、前記制御手段は、前記位相差を持って駆動する制御に比し前記各誘導加熱手段がオンとなる頻度が低く且つ前記各誘導加熱手段がオン状態となる期間が相互に重ならないように前記各誘導加熱手段を駆動制御することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記定着ローラと前記加圧ローラとの非係合状態においては、前記加圧ローラの回転動作を停止させるように制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−５３４０３（Ｐ２０１１−５３４０３Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０１４９５（Ｐ２００９−２０１４９５）
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]