WO2006100954A1 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

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WO2006100954A1
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heating
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rotation speed
fixing
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Hideki Tatematsu
Koichi Baba
Yukio Arai
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G03G2215/2045—Variable fixing speed

Definitions

  • the present invention relates to a fixing device that heats recording paper using a rotating heating means, and particularly, a fixing device useful for electrophotographic or electrostatic recording type copying machines, multifunction machines, facsimiles, printers, and the like.
  • the present invention also relates to an image forming apparatus having the same.
  • Electromagnetic induction heating type heating devices are generally known as heating means for cooking tables, electric kettles, and the like.
  • application of such electromagnetic induction heating type heating means to fixing devices in image forming apparatuses such as copying machines, facsimile machines, and printers has been actively studied.
  • the magnetic flux generated by the magnetic flux generation means is transmitted to the heat generating layer of the heating element, and the heat generating layer is heated by the eddy current generated by the transmission of the magnetic flux. . Then, by using the heat of the heating element heated by the heat generated by the heat generating layer, an unfixed image formed on a recording sheet such as a copy sheet or an OHP (OverHead Projector) sheet is directly or indirectly heated and fixed. ing.
  • a recording sheet such as a copy sheet or an OHP (OverHead Projector) sheet is directly or indirectly heated and fixed.
  • a heat generating layer having a conductive force is formed on a heat generating member having a force such as a fixing roller or a fixing belt.
  • a heating element and a pressure roller are arranged in contact with each other across the sheet passing path of the recording paper, and a nip for conveying the recording paper is formed.
  • magnetic flux generating means configured by winding an exciting coil around a core made of a ferromagnetic material is arranged so that the exciting coil faces the heat generating layer of the heating element.
  • an alternating current having a predetermined frequency is applied to the exciting coil, a magnetic flux is generated around the exciting coil to form a magnetic field, and the heating layer of the heating element is heated by the eddy current generated by the action of the magnetic field.
  • the recording paper is fed into two cups of the heating element and the pressure roller, and an unfixed image on the recording paper is formed by the heat of the heating element heated by the heat generation of the heating layer and the pressure of the pressure roller. To settle.
  • a fixing device using such an electromagnetic induction heating type heating means has a predetermined fixing temperature at which heat generation efficiency is higher than that of a heat roller type fixing device using a halogen lamp as a heat source. This has the advantage that the warm-up time until heat is generated can be shortened.
  • the print speed and the temperature for fixing can be changed depending on the print mode.
  • the printing mode is switched to plain paper printing force and OHP printing
  • the normal speed is halved in OHP printing to maintain transparency
  • the fixing temperature is set higher than the temperature in plain paper printing mode.
  • the print speed decreases and the temperature rise due to the increase in the fixing temperature overlaps, so that the temperature of the fixing device temporarily exceeds the specified value, that is, overshoot. Shooting may occur.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-082549
  • the printing speed of monochrome plain paper and the printing speed of color plain paper are often the same, and as a fixing device, the speed for plain paper printing and the speed for half-speed printing for thick paper and OHP. It would have been great if we could deal with two speeds.
  • the speed of monochrome printing has increased, and there are three types of printing speeds: monochrome plain paper printing speed, color plain paper printing speed, and half-speed printing speed for thick paper and OHP. It is necessary to correspond to the printing speed.
  • the fixing device is operated at half the normal printing operation speed in the standby mode from the viewpoint of the life of the fixing device and noise. Therefore, when there is no next printing after the plain paper printing is completed and the transition is made to the standby mode, the operation is shifted from the normal speed operation to the half speed operation.
  • the amount of heat taken away by the pressure roller immediately after shifting to the half-speed operation is halved, and the temperature of the heating means overshoots.
  • the speed is halved
  • the amount of heat supplied to the belt is instantaneously doubled, causing a rapid temperature rise.
  • the belt temperature is locally increased because the time for passing through the exciting coil for electromagnetic induction heating is doubled.
  • the heating target temperature is changed from the value in the monochrome printing mode to the value in the standby mode.
  • the present invention has been made in view of the points to be worked on, and can reduce overshoot at the time of shifting to the print mode and can perform suitable fixing even after shifting to the print mode and image formation.
  • An object is to provide an apparatus.
  • the fixing device of the present invention includes a rotatable heating unit that fixes an image on recording paper by heat, a pressurizing unit that pressurizes and conveys the recording paper between the heating unit, and heating of the heating unit.
  • a rotatable heating unit that fixes an image on recording paper by heat
  • a pressurizing unit that pressurizes and conveys the recording paper between the heating unit
  • heating of the heating unit When the output is controlled and the transition from the first mode in which the heating means rotates at the first rotation speed to the second mode in which the calorie heat means rotates at the second rotation speed, the first rotation speed When the ratio of the second rotation speed to the temperature is smaller than a predetermined value, the heat generation amount control means for temporarily stopping the power supply to the heating means is adopted.
  • the fixing device of the present invention includes a rotatable heating unit that fixes an image on recording paper by heat, a pressing unit that pressurizes and conveys the recording paper between the heating unit, and heating of the heating unit.
  • a heating value control means for temporarily changing the power supply value to the heating means to a predetermined low power value is adopted.
  • the fixing device of the present invention includes a rotatable heating unit that fixes an image on a recording sheet by heat.
  • a heating unit that heats the heating unit, a pressurizing unit that pressurizes and conveys recording paper between the heating unit, and a switching that switches among a plurality of modes that are set according to the rotation speed of the heating unit.
  • the heating means when the heating means is switched from the first mode in which the heating means rotates at the first rotational speed to the second mode in which the heating means rotates at the second rotational speed, the When the ratio of the second rotation speed is smaller than a predetermined value, the power supply of the heating means to the heating means is temporarily stopped, and the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is In the case where it is equal to or greater than a predetermined value, a heating amount control means for controlling the heating output of the heating means is employed so as not to change the power supply value of the heating means to the heating means.
  • the fixing device of the present invention conveys the recording paper under pressure between the rotatable heating means for fixing the image on the recording paper by heat, the heating means for heating the heating means, and the heating means.
  • the heating means of the heating means If the ratio of the second rotational speed to the first rotational speed is smaller than a predetermined value when switching to the second mode that rotates at the second rotational speed, the heating means of the heating means If the ratio of the second rotational speed to the first rotational speed is greater than or equal to a predetermined value, the power supply to the heating means is supplied to the heating means.
  • the fixing device of the present invention pressurizes a recording sheet between a rotatable heating unit that fixes an image on the recording sheet with heat, an electromagnetic induction heating unit that heats the heating unit, and the heating unit.
  • the heating means from the first mode in which the pressurizing means for conveying, the switching means for switching a plurality of modes set corresponding to the rotational speed of the heating means, and the heating means rotate at the first rotational speed.
  • a rotation speed control means for controlling the rotation speed of the heating means, and a first mode in which the heating means rotates at the first rotation speed when the means is switched to the second mode rotating at the second rotation speed.
  • the image forming apparatus of the present invention includes an image transfer unit that transfers an image onto a recording sheet, and a rotatable heating unit that fixes the image transferred onto the recording sheet by the image transfer unit by heat. And a pressurizing unit that pressurizes and conveys the recording paper to and from the heating unit, a heating output of the heating unit is controlled, and the heating unit rotates from the first mode at a first rotation speed.
  • the means shifts to the second mode in which it rotates at the second rotation speed, if the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is smaller than a predetermined value, the power to the heating means
  • a fixing device having a calorific value control means for temporarily stopping the supply is adopted.
  • the image forming apparatus of the present invention includes an image transfer unit that transfers an image onto a recording sheet, and a rotatable heating unit that fixes the image transferred onto the recording sheet by the image transfer unit by heat. And a pressurizing unit that pressurizes and conveys the recording paper to and from the heating unit, a heating output of the heating unit is controlled, and the heating unit rotates from the first mode at a first rotation speed.
  • the means shifts to the second mode of rotating at the second rotation speed, the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is smaller than a predetermined value, the supply to the heating means
  • a fixing device having a calorific value control means for once changing the power value to a predetermined low power value is adopted.
  • the present invention it is possible to reduce overshoot accompanying the shift of the print mode, and to prevent image disturbance during printing after the shift of the print mode.
  • it has a color printing speed, a faster monochrome printing speed, a color half-speed printing speed such as OHP, and a standby state in which the rotation speed of the fixing means is less than half-speed. Even if the fixing device is moved, the temperature of the fixing means will be excessive when the speed is changed. You can prevent youth.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of an image forming apparatus using a fixing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the fixing device in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the fixing device in FIG.
  • FIG. 4 Block diagram showing the configuration of the calorific value control unit
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of an operation when switching the print mode of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a simulation result of a temperature curve of the fixing belt of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of an operation when switching the print mode of the fixing device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a simulation result of a temperature curve of a fixing belt of a fixing device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a fixing device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation at the time of switching the print mode of the fixing device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a simulation result of a temperature curve of a fixing belt of a fixing device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the simulation result of the temperature curve of the fixing belt of the fixing device of Comparative Example 1
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the simulation result of the temperature curve of the fixing belt of the fixing device of Comparative Example 2.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an image forming apparatus using the fixing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the image forming apparatus 100 is a tandem image forming apparatus.
  • four color toner images that contribute to color development of the color image are individually formed on the four image carriers, sequentially superimposed on the intermediate transfer member, and primarily transferred, and then the primary image is formed.
  • the transferred image is batch transferred (secondary transfer) to the recording medium.
  • the fixing device according to the first embodiment can be mounted not only on a tandem image forming apparatus but also on any type of image forming apparatus.
  • symbols Y, M, C, and K at the end of the reference numerals attached to the respective components of the image forming apparatus 100 indicate which color components are involved in image formation. ing. ⁇ corresponds to a yellow image, ⁇ corresponds to a magenta image, C corresponds to a cyan image, and ⁇ corresponds to a black image, and components having the same reference numerals have a common configuration.
  • the image forming apparatus 100 includes the photosensitive drums 110Y, 110M, 110C, and 110K as the four image carriers, and an intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 170.
  • Four image forming stations SY, SM, SC, and SK are arranged around each photosensitive drum 110Y, 110M, 110C, and 110K.
  • Image forming station SY, SM, SC, SK has four chargers 120Y, 120M, 120C, 120K, exposure device 130, four developers 140Y, 140 ⁇ , 140C, 140K, four transfer units 150Y, 150M 150C, 150K, and four cleaning devices 160Y, 160M, 160C, 160K!
  • the image forming apparatus 100 is provided with an openable / closable door 101 that forms a part of the casing. By opening and closing the door 101, it is possible to perform maintenance work such as replacement and maintenance of the fixing device 200, which will be described later, and jam processing of the recording paper P jammed in the paper conveyance path.
  • Each photosensitive drum 110Y, 110M, 110C, 110K rotates in the direction of arrow C, respectively.
  • the surfaces of the photosensitive drums 110Y, 110M, HOC, and 110K are uniformly charged to predetermined potentials by the chargers 120Y, 120M, 120C, and 120K, respectively.
  • the exposure device 130 has a laser beam scanning line 130Y corresponding to image data of a specific color on each photosensitive drum on the surface of each charged photosensitive drum 110Y, 110M, 110C, 110K. , 130M, 130C and 130K, respectively. Thereby, an electrostatic latent image for each specific color is formed on the surface of each of the photosensitive drums 110Y, 110M, 110C, and 110K.
  • the developing devices 140Y, 140M, 140C, and 140K visualize the electrostatic latent images for the specific colors formed on the photosensitive drums 110Y, 110M, HOC, and 11 OK. As a result, unfixed images of four colors that contribute to the color development of the color images are formed on the photosensitive drums 110Y, 110M, 110C, and 110K.
  • the transfer units 150Y, 150M, 150C, and 150K are four-color toner images visualized on the photosensitive drums 110Y, 110M, HOC, 11 OK, and an endless intermediate transfer bell as an intermediate transfer member. ⁇ 170 ⁇ This is the primary transfer. As a result, the four color toner images are sequentially superimposed on the photosensitive drum, ram 110Y, 110M, HOC, 110K, and a full color image is formed on the intermediate transfer belt 170.
  • the cleaning means 160Y, 160M, 160C, and 160K are used for the photosensitive drums 110Y, 110M, 110C, and 110K after the photosensitive drums 110Y, 110M, 110C, and 110K transfer the toner images to the intermediate transfer belt 170, respectively. Residual toner remaining on the surface is removed.
  • the exposure device 130 is arranged with a predetermined inclination with respect to the photosensitive drums 110Y, 110M, 110C, and 110K. Further, the intermediate transfer belt 170 is suspended by a driving roller 171 and a driven roller 172, and is rotated in the direction of arrow A in FIG.
  • a paper feed cassette 180 in which recording paper P such as printing paper as a recording medium is stored is provided below the image forming apparatus 100.
  • the recording paper P is fed from the paper feeding cassette 180 by the paper feed roller 181 one by one along the predetermined sheet path in the direction of arrow B.
  • the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 170 suspended from the driven roller 172 and the secondary transfer roller 190 in contact with the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 170 form a transfer-up portion.
  • the recording paper P sent out to the sheet path passes through this transfer-up section.
  • the secondary transfer roller 190 collectively transfers the full color image (unfixed image) formed on the intermediate transfer belt 170 to the recording paper P when the recording paper P passes through the transfer-up portion.
  • the recording paper P on which the full-color image (unfixed image) is collectively transferred by the transfer-up section is suspended on the fixing roller 210 of the fixing device 200 and the heat generating roller 220 as a support roller.
  • the fixing belt N passes through the fixing belt N formed by the outer peripheral surface of the fixing belt 230 and the pressure roller 240 in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 230.
  • the unfixed full-color image that is collectively transferred at the transfer-up portion is heat-fixed on the recording paper P.
  • rotational speed means the rotational speed of the fixing roller 210, the heat generating roller 220, and the fixing belt 230. Since the fixing belt 230 rotates while being suspended by the fixing roller 210 and the heat generating roller 220, the fixing roller 210, the heat generating roller 220, and the fixing belt 230 rotate at the same rotational speed. Further, “the rotational speed of the fixing device 200” also means the same rotational speed as the above “rotational speed”.
  • the “heating means” means the fixing belt 230 in a narrow sense, and in a broad sense, the fixing roller 210, the heat generating roller 220, the fixing belt 230, and these are electromagnetically induced by heat. Induction heating device 250 is meant.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the fixing device 200 of FIG.
  • the fixing device 200 uses an electromagnetic induction heating (IH: Induction Heating) method as its heat generation means.
  • IH Induction Heating
  • the fixing device 200 includes a fixing roller 210, a heat roller 220, and a fixing belt 230 as fixing means for fixing an image on the recording paper P by heat.
  • the fixing device 200 includes a pressure roller 240 as a pressure unit, an induction heating unit 250 as a heat generation unit, a separator 260 as a sheet separation guide plate, and a sheet guide plate 281 as a sheet transport path forming member. , 282, 283, 284.
  • the fixing device 200 heats the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 by the action of the magnetic field generated by the induction heating device 250.
  • the fixing device 200 fixes an unfixed image on the recording paper P conveyed along the sheet guide plates 281, 28 2, 283, and 284 by a heated fixing belt 230 and a pressure roller 240. -Heat and fix using N part.
  • the fixing device according to Embodiment 1 does not use the fixing belt 230, and the fixing roller 210 also serves as the heat generating roller 220.
  • the fixing roller 210 causes the unfixed image on the recording paper P to be unfixed. It may be configured to heat and fix directly.
  • a fixing roller 210 is formed by coating a metal cored bar such as stainless steel with a solid or foamed elastic member having heat resistance and silicone rubber force. Configured.
  • the fixing roller 210 has an outer diameter of about 30 mm and is larger than the outer diameter of the heat generating roller 220.
  • the elastic member has a thickness of about 3 to 8 mm and a hardness of about 15 to 50 ° (Asker hardness: 6 to 25 ° in JIS A hardness).
  • the pressure roller 240 is pressed against the fixing roller 210! /. Due to the pressure contact between the fixing roller 210 and the pressure roller 240, a fixing-up portion N having a predetermined width is formed at the pressure contact portion.
  • the heat generating roller 220 is made of, for example, a material such as iron, cobalt, nickel, or an alloy of these metals, and is composed of a rotating body that also has a hollow cylindrical magnetic metal member. Both ends of the heat generating roller 220 are rotatably supported by bearings fixed to a support side plate (not shown), and are driven to rotate by driving means (not shown).
  • the heating roller 220 has a low heat capacity with an outer diameter of 20 mm and a wall thickness of 0.3 mm, so that the temperature rises quickly, and the Curie point is adjusted to 300 ° C or higher! .
  • the fixing belt 230 is suspended from the fixing roller 210 and the heat generating roller 220.
  • the fixing belt 230 is heated when the heat of the heating roller 220 induction-heated by the induction heating device 250 is also transmitted to the contact portion force with the heating roller 220. This heating is caused by the rotation of the fixing belt 230 and the circumference of the fixing belt 230! : Ru.
  • the heat capacity of the heat generating roller 220 is smaller than the heat capacity of the fixing roller 210. Therefore, the temperature of the heat generating roller 220 can be raised in a short time, and the warm-up time at the start of the heat fixing is shortened.
  • the fixing belt 230 is configured by a heat resistant belt having a multilayer structure including a heat generating layer, an elastic layer, and a release layer.
  • the heat generating layer is made of, for example, a magnetic metal such as iron, cobalt, nickel, or an alloy having these metal forces.
  • the elastic layer is made of an elastic member such as silicone rubber or fluororubber provided so as to cover the surface of the heat generating layer.
  • the release layer is made of PTFE (PolyTetraFluoroEthylene), PFA (Tetrafluoroethylene), FEP (Fluorinated Ethylene Propylene), Silicone rubber, Fluoro rubber, etc., which has high releasability, resin or rubber, or a mixture of these. As! /
  • the fixing belt 230 having such a configuration, even if a foreign matter is mixed in between the fixing belt 230 and the heat generating roller 220 to cause a gap, the heat generating layer is formed by the induction heating device 250.
  • the fixing belt 230 itself can generate heat by induction heating. In this manner, the fixing belt 230 is directly heated by the induction heating device 250, so that the heat generation efficiency is improved and the response is quick. That is, the fixing belt 230 has less temperature unevenness and high reliability as a heat fixing unit.
  • a fixing belt having no heat generating layer as the fixing means. Even in that case, although the reliability of heating is slightly lowered, a belt having higher versatility can be used, which is advantageous in terms of cost.
  • a fixing belt for example, a belt in which an elastic layer and a release layer are formed on a belt base material made of polyimide instead of a heat generating layer can be applied.
  • the pressure roller 240 is provided with an elastic member having high heat resistance and high toner releasability on the surface of a metal core made of a metal cylindrical member having high thermal conductivity such as copper or aluminum. It is configured.
  • a metal core As the metal core, SUS (Steel Used Stainless) may be used in addition to the above metal.
  • the pressure roller 240 is driven by a motor (not shown) controlled at a predetermined speed by the speed control means. The rotation of the pressure roller 240 causes the fixing roller 210 and the heat generating roller 220 to rotate via the fixing belt 230.
  • the pressure roller 240 is in pressure contact with the fixing roller 210 via the fixing belt 230, thereby forming a fixing-up portion N for nipping and conveying the recording paper P.
  • the pressure roller 240 has a higher hardness than the fixing roller 210.
  • the peripheral surface of the pressure roller 240 is in a state of biting into the peripheral surface of the fixing roller 210 via the fixing belt 230.
  • the pressure roller 240 has an outer diameter of about 30 mm, which is the same as that of the fixing roller 210. 1S
  • the wall thickness is about 2 to 5 mm, which is thinner than the fixing roller 210.
  • the hardness of the pressure roller 240 is about 20 to 60 ° (Asker hardness: 6 to 25 ° in JIS A hardness), which is higher than that of the fixing roller 210.
  • the recording paper P is nipped and conveyed by the fixing-up portion N so as to follow the surface shape of the peripheral surface of the pressure roller 240.
  • the surface of the fixing belt 230 is easily separated from the heat fixing surface.
  • a thermistor or the like is provided on the inner peripheral surface of the fixing belt 230 near the inlet side of the fixing-up portion N.
  • a temperature detector 270 as a temperature detecting means that also has a high thermal response and a temperature sensitive element force is disposed in contact therewith.
  • the induction heating device 250 uses the temperature of the inner peripheral surface of the fixing belt 230 detected by the temperature detector 270 to heat the heating roller 220 and the fixing belt 230, that is, the unfixed image on the fixing roller 210.
  • the heat generation amount control unit described later controls the image fixing temperature so that the image fixing temperature is maintained at a predetermined temperature.
  • the induction heating device 250 is disposed so as to face the outer peripheral surface of the heat generating roller 220 with the fixing belt 230 interposed therebetween.
  • the induction heating device 250 is provided with a support frame 251 as a coil guide member made of a flame retardant resin that is curved so as to cover the heat generating roller 220.
  • a thermostat 252 force and its temperature detection part are arranged so as to be partially exposed from the support frame 251 toward the heat generating roller 220 and the fixing belt 230.
  • the thermostat 252 detects abnormally high temperatures of the heat generating roller 220 and the fixing belt 230, the thermostat 252 includes an excitation coil 253 as a magnetic field generating means wound around the outer peripheral surface of the support frame 251 and an inverter circuit (not shown). Forcibly shuts down the connection.
  • the exciting coil 253 is configured by alternately winding a single long exciting coil wire whose surface is insulated in the axial direction of the heat generating roller 220 along the support frame 251.
  • the length of the winding portion of the exciting coil 253 is set so as to be substantially the same length as the area where the fixing belt 230 and the heat generating roller 220 are in contact with each other.
  • the exciting coil 253 is connected to an inverter circuit (not shown), and generates an alternating magnetic field when a high-frequency alternating current of 10 kHz to 1 MHz (preferably 20 kHz to 800 kHz) is supplied from the inverter circuit.
  • This alternating magnetic field acts on the heat generating layer of the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 in the contact area between the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 and in the vicinity thereof. Due to the action of this alternating magnetic field, an eddy current flows in the direction that prevents the change of the alternating magnetic field inside the heat generating layers of the heat generating roller 220 and the fixing belt 230.
  • This eddy current generates juule heat according to the resistance of the heat generating layer of the heat generating roller 220 and the fixing belt 230, and mainly the contact region between the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 and the region thereof. In the vicinity, the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 are heated by electromagnetic induction.
  • the support frame 251 is provided with an arch core 254 and a side core 255 so as to surround the exciting coil 253.
  • the arch core 254 and the side core 255 increase the inductance of the exciting coil 253 and improve the electromagnetic coupling between the exciting coil 253 and the heat roller 220.
  • the fixing device 200 it is possible to input a large amount of power to the heat generating roller 220 with the same coil current by the action of the arch core 254 and the side core 255. As a result, the warm-up time of the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 can be shortened.
  • a resinous housing 256 formed in a roof shape so as to cover the arch core 254 and the thermostat 252 inside the induction heating device 250 is attached to the support frame 251.
  • the housing 256 is formed with a plurality of heat radiating holes (not shown) so that heat generated from the support frame 251, the exciting coil 253, and the arch core 254 can be radiated to the outside.
  • the housing 256 may be formed of a material other than a resin such as aluminum, for example.
  • a short ring 257 that covers the outer surface of the housing 256 is attached to the support frame 251 so as not to block the heat dissipation hole formed in the housing 256.
  • the short ring 257 is located on the back of the arch core 254.
  • the short ring 257 generates an eddy current in a direction that cancels a slight leakage magnetic flux leaking outside the back force of the arch core 254. As a result, a magnetic field is generated in a direction that cancels the magnetic field of the leakage flux, and unnecessary radiation due to the leakage flux is prevented.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the fixing device 200.
  • the fixing device 200 includes a mode switching unit 310, a heat generation amount control unit 320, a target temperature storage unit 330, a rotation speed control unit 340, a rotation speed storage unit 350, and a timer 360.
  • the timer 360 is mainly used in the heat generation amount control processing by the heat generation amount control unit 320 and the rotation speed control processing by the rotation speed control unit 340, and measures the elapsed time before and after the mode switching processing of the mode switching unit 310.
  • the fixing device 200 Do shown!, But, CPU (Central Processing Unit), ROM that stores a control program (Read Only Memory) or the like of the storage medium, RAM (Random Access Memo r y ) for works such as A circuit device such as a memory and an AD (Analog to Digital) converter is provided.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memo r y
  • a circuit device such as a memory and an AD (Analog to Digital) converter is provided.
  • the functions of each device shown in Fig. 3 are realized by the CPU executing a predetermined control program.
  • the mode switching unit 310 sets and switches the operation mode (printing mode) of the image forming apparatus 100. Further, the mode switching unit 310 notifies the heat generation amount control unit 320 and the rotation speed control unit 340 of the print mode that has been set or switched. The mode switching unit 310 controls each device unit so that the heat generation amount control unit 320 and the rotation speed control unit 340 perform operations corresponding to the print mode.
  • the print mode can be switched by instructing a host device (not shown), such as a personal computer used by a user, to start a printing operation, operating a key switch (not shown) provided in the image forming apparatus 100, or This is based on the detection of the end of printing using a paper discharge sensor (not shown).
  • the print mode of the image forming apparatus 100 is set depending on the material of the recording paper, the type of print content, the driving status of the image forming apparatus 100, and the like.
  • the printing modes of the image forming apparatus 100 include, for example, a monochrome plain paper printing mode, which is a mode for printing monochrome images on plain paper, a color plain paper printing mode, which is a mode for printing color images on plain paper, and a monochromatic on thick paper. Examples include a cardboard printing mode that is a mode for printing an image or a color image, and a standby mode (standby mode) that is a mode for warming up the fixing means in preparation for printing without printing.
  • the heat generation amount control unit 320 outputs the heating output of the heating means including the fixing roller 210, the heat generation roller 220, and the fixing belt 230 according to the printing mode of the image forming apparatus 100 notified from the mode switching unit 310, that is, The image fixing temperature of the heating means is controlled. Specifically, this heating output control is performed by controlling the magnitude of the alternating magnetic field (magnetic flux intensity) generated by the exciting coil 253 of the induction heating device 250. Thereby, the image fixing temperature of the unfixed image in the heating unit can be maintained at a predetermined temperature corresponding to the print mode.
  • the heating output of the heating means depends on the printing mode set by the mode switching unit 310. Each is different.
  • the print mode and the heating output of the heating unit are stored in the target temperature storage unit 330 in association with each other.
  • the heat generation amount control unit 320 is configured to switch the heating unit when the mode switching unit 310 switches the print mode so that the rotation speeds of the fixing roller 210 are different in the print modes before and after the switch. Control to temporarily stop the power supply to the.
  • the heat generation amount control unit 320 switches the printing mode.
  • the rotational speed of the subsequent fixing roller 210 decreases to a predetermined level or less, control is performed to temporarily stop the power supply to the heating means.
  • the power supply is stopped by turning off the induction heating output of the induction heating device 250.
  • the predetermined value is determined by a force such as a material of each member constituting the fixing device 200, and is set to a value of 0.5 or less, for example. By performing such control, it is possible to prevent overshoot of the fixing device 200 when the print mode is switched.
  • the heat generation amount control unit 320 returns the power supply to the stopped heating means to the normal power supply corresponding to the print mode after switching at a predetermined timing.
  • the predetermined timing corresponds to, for example, the timing when a predetermined time has elapsed after the notification of the switching of the printing mode from the mode switching unit 310, or the printing mode after the rotation speed of the fixing roller 210 is switched. The timing when the rotation speed is reached.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the heat generation amount control unit.
  • the heat generation amount control unit 320 includes a supply power calculation unit 321, a power setting unit 322, a temperature detection unit 323, a voltage value detection unit 324, a current value detection unit 325, and a power value calculation unit 326. And a limiter control unit 327.
  • the induction heating device 250 of the fixing device 200 heats the heating roller 220 and the fixing belt 230 in order to heat and fix the unfixed full-color image secondarily transferred onto the recording paper P. To do.
  • a heating output is applied to the heating means including the fixing device 210, the heat generating roller 220, and the fixing belt 230.
  • the power supply calculation unit 321 The power value to be supplied to the induction heating device 250 is calculated.
  • the power setting unit 322 outputs the power value data calculated by the supply power calculation unit 321 to an inverter circuit that drives the excitation coil 253.
  • the power value output to the inverter circuit is controlled according to the value (register value) set in the power setting unit 322.
  • the power value By controlling the power value, the amount of heat generated by the induction heating device 250 and the temperatures of the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 for fixing the unfixed image on the recording paper P are controlled.
  • the heating output of the heating means that is, the image fixing temperature can be controlled.
  • Information necessary for calculating the power value supplied to the induction heating device 250 includes the image fixing temperature of the fixing device 200 and the power value actually supplied to the inverter circuit.
  • the image fixing temperature of the fixing device 200 is obtained from the temperature detection unit 323. Further, the power value actually supplied to the inverter circuit is obtained from the power value calculation unit 326.
  • the temperature detection unit 323 converts the analog output from the temperature detector 270 disposed on the inner surface side of the fixing belt 230 near the inlet side of the fixing-up unit N into digital data using an AD converter. Then, the supplied power calculation unit 321 is input.
  • the fixing device 200 includes a voltage detector that detects an input voltage to the inverter circuit and a current detector that detects an input current to the inverter circuit.
  • the voltage value detector 324 converts the detection result of the voltage detector into digital data, and outputs the input voltage value to the inverter circuit.
  • the current value detection unit 325 converts the detection result of the current detector into digital data, and outputs the input current value to the inverter circuit.
  • the current value it is also possible to detect the current value flowing through the exciting coil 253 and use it for control.
  • the power value calculation unit 326 employs a method of obtaining the input power value to the inverter circuit by multiplying the outputs from the voltage value detection unit 324 and the current value detection unit 325, respectively.
  • the power value calculation unit 326 outputs the calculation result to the supply power calculation unit 321.
  • the supplied power calculation unit 321 refers to the target temperature storage unit 330 and acquires the heating output of the heating unit corresponding to the printing mode. The Then, in order to maintain the acquired heating output, the power setting unit 322 calculates the data from the temperature detection unit 323 and the data from the power value calculation unit 326 periodically (here, every 10 ms). Set the value (register value). Specifically, the supplied power calculation unit 321 controls the intensity of magnetic flux generated from the exciting coil 253 by adjusting the register value.
  • the supply power calculation unit 321 sets the calculation value in the power setting unit 322, so that the temperature of the heating roller 220 and the fixing belt 230 for fixing the unfixed image on the recording paper P, that is, the heating The heating output of the means is controlled.
  • the limiter control unit 327 finally checks the power value set in the power setting unit 322.
  • the limiter control unit 327 is configured such that when a value exceeding a predetermined limit value is set in the power setting unit 322, or the calculation result by the power value calculation unit 326 is based on a predetermined value. If the value is large, control is performed to change the data set in the power setting unit 322 to a predetermined value.
  • the limiter control unit 327 determines the power when the limit value is AA (hexadecimal) HEX as data and the value calculated by the supply power calculation unit 321 is larger than AAHEX. As a value to be set in setting section 322, a power value corresponding to 80% of the target power is forcibly set.
  • the limiter control unit 327 performs the same processing when the calculation result by the power value calculation unit 321 is, for example, 1150 watts or more.
  • the set power value is limited by the upper limit value and the lower limit value, and thus should not reach the limit value as described above.
  • the rotation speed control unit 340 controls the rotation speed of the fixing device 200 according to the print mode of the image forming apparatus 100 notified from the mode switching unit 310.
  • the rotation speed of the fixing device 200 varies depending on the print mode set by the mode switching unit 310.
  • the printing mode and the rotation speed of the fixing device 200 are stored in the rotation speed storage unit 350 in association with each other.
  • the rotation speed control unit 340 generates a notification when the rotation speed of the fixing device 200 measured by the rotation speed measurement unit (not shown) reaches the rotation speed corresponding to the print mode. It has a function of notifying the heat quantity control unit 320.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation at the time of switching the print mode of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 shows an example of control for changing the print mode to the plain paper print mode force standby mode.
  • the rotation speed of the fixing roller 210 in the plain paper printing mode is 300 mmZs
  • the rotation speed of the fixing roller 210 in the standby mode is 150 mmZs.
  • the mode switching unit 310 notifies the heat generation amount control unit 320 and the rotation speed control unit 340 that the print mode is switched to the standby mode. (Sl).
  • the rotation speed control unit 340 refers to the rotation speed storage unit 350 and refers to the plain paper printing mode. Starts switching the rotation speed from the rotation speed to standby mode rotation speed (S3)
  • the rotation speed switching start in step S3 and step S5 the present invention is not limited to this.
  • the power supply may be stopped after the rotation speed switching starts! Or the rotation speed may be switched after the power supply stops.
  • the predetermined time used as the threshold value in step S6 is the magnitude of the overshoot generated in the experiment or simulation while gradually reducing the power supply stop time from the induction heating device 250. It is sufficient to specify and apply a length of time so that the magnitude of the overshoot falls below a predetermined allowable value. Alternatively, the ambient temperature of the heating means may be measured, and the predetermined time may be adjusted to an appropriate value according to the measurement result.
  • the rotational speed setting value in one mode and the rotational speed setting value in the other mode are When the difference is less than a predetermined value (0.5 in the present embodiment), the output of the heating means is stopped.
  • a predetermined value 0.5 in the present embodiment
  • the above-mentioned content is as follows: "From the first rotational speed 300 mmZs in the first mode of the fixing device, the second rotational speed 150 mmZs, which is lower than the first rotational speed in the second mode different from the first rotational speed 300 mmZs.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the simulation result of the temperature curve of the fixing belt of the present embodiment. Fig. 6 shows an example in which the print mode force is switched from the plain paper print mode to the standby mode.
  • the fixing device 200 preheating is performed in the standby mode in order to shorten the time until the first printing becomes possible after returning from the standby mode.
  • the fixing device 200 is a coil-enclosed belt fixing device that uses electromagnetic induction heating as a heat source, and heats a part of the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 and rotates them to heat the entire fixing belt 230. It has a structure to convey. In this configuration, if preheating is performed while the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 are stopped, the fixing belt 230 may partially become hot and break, so these devices are rotating. It must be preheated. Considering the lifetime of the fixing device 200, it is desirable to suppress the rotation speed of the heat generating roller 220 and the fixing belt 230 to the minimum necessary.
  • the fixing device 200 employs the lowest rotation speed among the rotation speeds set for each print mode as the rotation speed in the standby mode.
  • the rotation speed of plain paper printing color Z monochrome same speed
  • the rotation speed of the thick paper mode which is the slowest printing mode
  • the mode is half speed 150mmZs, pre-heating in standby mode is performed at the rotation speed of the cardboard mode.
  • the fixing device of the present embodiment when the ratio of the rotational speeds of the heating means before and after the mode switching is larger than a predetermined value and there is a risk of overshoot, Since the power supply to the heating means is temporarily stopped at the time of switching, it is possible to prevent the overshoot when the print mode is changed and smoothly shift to the print mode.
  • the fixing device of the present embodiment is applied to an image forming apparatus similar to the fixing device of the first embodiment, and the configuration thereof is the same as that of FIG.
  • the function of the heat generation amount control unit is different from that of the fixing device of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, the function of the heat generation amount control unit will be described.
  • the calorific value control unit 320 of the present embodiment supplies power to the heating means when the mode switching unit 310 switches the print mode so that the rotation speeds in the print modes before and after the switching are different. Control is performed to change the value to a predetermined low power value.
  • the heat generation amount control unit 320 is configured so that the ratio of the rotation speed in the print mode after switching to the rotation speed in the print mode before switching is equal to or less than a predetermined value, that is, the rotation speed of the fixing device 200 after switching the print mode.
  • control is performed to temporarily change the power supplied to the heating means including the fixing roller 210, the heat generating roller 220, and the fixing belt 230 to a predetermined low power value.
  • the power supply value after the change is necessary to maintain the standby temperature when the standby state is continued, for example, in an environment (standard environment) at a temperature of 20 ° C and a humidity of 50%. A minimum power is preferred.
  • the predetermined value is determined from the material of each member constituting the fixing device 200, and is set to a value of 0.5 or less, for example. By performing such control, it is possible to prevent overshoot of the fixing device 200 when the print mode is switched.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation at the time of switching the print mode of the fixing device according to the second embodiment of the present invention.
  • the example in Fig. 7 shows the control to change the print mode from the monochrome plain paper print mode to the standby mode. It is assumed that the rotation speed of the fixing roller 210 in the monochrome plain paper printing mode is 170 mmZs, and the rotation speed of the fixing roller 210 in the standby mode is 52.5 mmZs.
  • the rotation speed control unit 340 refers to the rotation speed storage unit 350 and refers to the plain paper printing mode. Switching of the rotation speed from the rotation speed of the drive to the rotation speed of the standby mode is started (S13).
  • the switching start of the rotation speed in step S13 and the change of the power supply value in step S15 are performed simultaneously, but the present invention is not limited to this.
  • the supply power value may be changed after the start of rotation speed switching, or the rotation speed may be switched after the supply power value is changed.
  • the predetermined time used as the threshold value in step S16 is the amount of overshoot that occurs in experiments and simulations while gradually decreasing the power supply value from the induction heating device 250. It is only necessary to measure and supply a power supply value that allows the overshoot to be less than or equal to a predetermined allowable value. In addition, the ambient temperature of the heating means may be measured, and the supply power value may be adjusted to an appropriate value according to the measurement result.
  • one mode is the monochrome plain paper print mode
  • the set value of the rotation speed is 170mmZs
  • the fixing temperature is 170 ° C
  • the other mode is the standby mode
  • the setting value of the rotation speed is 52.5mmZs
  • the fixing temperature is 175 ° C.
  • the lower the absolute value of the first rotation speed the lower the possibility of overshoot.
  • the absolute value of the first rotational speed is low, a large overshoot occurs when the rotational speed after mode switching is changed to less than half. Therefore, the electromagnetic induction heating output is lowered during the transition from the monochrome printing mode to the standby mode. As a result, overshoot can be suppressed.
  • the fixing temperature after mode switching is higher than the fixing temperature before mode switching, if the induction heating is stopped after the change in rotational speed is started, As a result, the temperature of the fixing belt decreases, and it takes time to return to the fixing temperature after the mode change. Therefore, even after starting to change the rotation speed, excessive temperature drop is prevented by supplying low output power.
  • the reduced power supply value is, for example, the minimum power required to maintain the standby temperature when the standby state is maintained in an environment (standard environment) at a temperature of 20 ° C and a humidity of 50%. Let's say.
  • the minimum power required to maintain the standby temperature in this standard environment is 3 OOW. Note that if the ratio (difference) between the first rotational speed and the second rotational speed is larger than a predetermined value (for example, 0.5), there is no possibility of overshooting. Switch directly from the 1st rotation speed to the 2nd rotation speed. As a result, the print mode can be shifted smoothly.
  • the above-mentioned content is as follows: "From the first rotation speed 170 mmZs in the first mode of the fixing device to the second rotation speed 52.5 mmZs lower than the first rotation speed in the second mode different from the first rotation speed 170 mmZs. This corresponds to an example in which the present invention is applied to an embodiment in which the output of the heat generating means is temporarily reduced when shifting.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a simulation result of the temperature curve of the fixing belt of the fixing device according to the present embodiment.
  • Figure 8 shows an example of switching from print mode power monochrome print mode to stunning mode.
  • the supply power value (6 OOW) of electromagnetic induction heating is switched to a predetermined low output value (300 W) for one second.
  • a predetermined low output value 300 W
  • an overshoot occurs, but the degree is not so small and the output is constant. It is stable.
  • the ratio of the rotation speeds of the heating means before and after the mode switching is larger than a predetermined value, and the fixing temperature after the mode switching is the motor. Even if the fixing temperature is higher than the switching temperature before switching, the power supply to the heating means is temporarily reduced when the rotation speed is switched, preventing overshoot when changing the print mode. In addition, it is possible to prevent an increase in the temperature drop of the fixing belt.
  • the fixing device according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In the following description, description of parts that perform the same configuration and operation as in Embodiment 1 is omitted, and elements having similar functions are assigned the same numbers.
  • the fixing device according to the third embodiment is applied to an image forming apparatus similar to the fixing device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of fixing device 400 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the fixing device 400 has a roller configuration instead of a belt configuration, but employs an external heating electromagnetic induction heating method.
  • the fixing device 400 has a configuration in which the fixing roller 210, the heat generating roller 220, and the fixing belt 230 are one fixing roller 410 having all of these functions.
  • the fixing roller 410 has a heat generating layer in the same manner as the heat generating roller 220 in FIG. Then, the outer peripheral surface of the fixing roller 410 and the outer peripheral surface of the pressure roller 240 are brought into contact with each other, thereby forming a nip portion N for nipping and transporting the recording paper P. Further, an exciting coil 253 is disposed opposite the fixing roller 410 at a position on the outer peripheral surface of the fixing roller 410 where the N-part N force is also separated. An arch core 254 is disposed so as to surround the exciting coil 253. That is, the entire outer peripheral surface of the fixing roller 410 is heated by rapidly heating a part of the fixing roller 410 and rotating the fixing roller 410.
  • the fixing device 400 is configured to heat a part of the fixing roller 410, and the temperature detector 270 is located downstream of the heating portion. Therefore, a time lag is detected between the heating and the temperature detection. Occurs. Therefore, when the rotation speed of the fixing roller 410 rapidly decreases, only a part of the fixing roller 410 is heated rapidly, and an abnormally high temperature may be generated.
  • it is possible to suppress the occurrence of overshoot when the rotational speed is changed. That is, as shown in FIGS. 6 and 8, a temperature curve in which overshoot is suppressed can be obtained.
  • the printing mode is not used.
  • the overshoot at the time of change can be prevented and the transition to the printing mode can be performed smoothly.
  • the fixing device of the present embodiment is applied to an image forming apparatus similar to the fixing device of the second embodiment, and the configuration thereof is the same as that in FIG.
  • the functions of the rotational speed control unit and the heat generation amount control unit are different from those of the fixing device of the first and second embodiments.
  • the rotation speed control unit 340 of the present embodiment is configured such that when the mode switching unit 310 switches the print mode so that the rotation speeds in the print modes before and after the switching are different, the fixing device 200 Control the rotation speed.
  • the rotation speed control unit 340 performs predetermined low-speed rotation control when the heating output of the fixing device before and after switching the print mode satisfies the following expression (1).
  • the low-speed rotation control is a control for rotating the rotation speed for a predetermined time at a rotation speed between the rotation speed before switching the printing mode and the rotation speed after switching the printing mode when changing the rotation speed.
  • the heat generation amount control unit 320 of the present embodiment is only operated while the low-speed rotation control is performed by the rotation speed control unit 340, that is, while it is operating at an intermediate rotation speed before and after mode switching. Then, the power supply to the heating means is stopped, or the supply power value to the heating means is changed to a predetermined low power value.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation at the time of switching the print mode of the fixing device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the example in Fig. 10 shows the control for changing the print mode from the monochrome print mode to the stand-by mode.
  • the rotation speed is 170mmZs
  • the average power consumption is 700W.
  • the rotation speed is 50mmZs
  • the heat generating roller 220 is made of stainless steel having a length of 230 mm, a diameter of ⁇ 20, and a thickness of 0.1 mm, and its heat capacity is about 2 JZK.
  • Fuser Beneto 230 consists of 150 micron silicone rubber, 30 micron PFA tube, 30 micron conductive layer, and 70 micron polyimide. Considering about 50mm, the heat capacity is about 7JZK. That is, the above formula (
  • the heat generation amount control unit is switched from the mode switching unit 310.
  • the rotation speed control unit 340 refers to the rotation speed storage unit 350 and starts switching the rotation speed from the monochrome printing mode rotation speed to the standby mode rotation speed (S 2).
  • this embodiment is characterized in that predetermined low-speed rotation control is performed to prevent a large overshoot when (XXt) ZY ⁇ 30 is satisfied.
  • This equation (X X t) ZY means the temperature rise when the power before switching the printing mode is turned on at the rotation speed after switching the printing mode. When the actual rotation speed is changed, the rotation speed gradually changes. Therefore, the time for which the power before the printing mode is switched on at the rotation speed after the printing mode switching is strictly equal to t in the above equation (1). Although not the same, it is possible to approximate the amount of overshoot with the formula (XX t) ZY.
  • the fixing device is set to stop the operation due to a high temperature abnormality error when a temperature 30 ° C. higher than the fixing temperature is detected. Therefore, overshoot must be kept below 30 ° C for proper operation. Therefore, if (X X t) / ⁇ 30, perform predetermined low-speed rotation control! / ⁇ .
  • the rotation speed of the fixing belt is changed to the rotation speed of these rotation speeds.
  • the overshoot can be suppressed only by maintaining the intermediate rotational speed of 50 mmZs for a predetermined time.
  • the fixing device when there is a possibility of overshoot, the fixing device is controlled to rotate at a low speed for a predetermined time, and during that time, the heat generation amount control of electromagnetic induction heating is performed.
  • the effect of suppressing overshoot when the rotational speed difference before and after switching the print mode is large can be increased.
  • the low-speed rotation control based on the rotation speed of the heating means including the fixing roller, the heat generating roller, and the fixing belt, and the parameter values derived from the material force of these members,
  • the fixing device can be easily designed.
  • the present invention is not limited to this.
  • changing the print mode from plain paper print mode to monochrome print mode or changing from plain paper print mode to thick paper print mode can be applied to change of the printing mode. That is, the present invention can be applied to all cases where the rotational speed before and after the print mode switching is different, and an increase in overshoot can be suppressed.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a simulation result of the temperature curve of the fixing belt of the fixing device of Comparative Example 1.
  • Figure 12 shows an example of a direct transition from the plain paper printing mode with a rotation speed of 300 mmZs to the standby mode with a rotation speed of 150 mmZs.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a simulation result of the temperature curve of the fixing belt of the fixing device of Comparative Example 2.
  • Fig. 13 shows an example of a direct transition from monochrome printing mode with a rotation speed of 170 mmZs to standby mode with a rotation speed of 52.5 mm / s.
  • the fixing device reduces the overshoot at the time of shifting to the print mode and performs printing. It has the effect of being able to perform suitable fixing even after shifting to the character mode, and is useful as a fixing device used for copying machines, multi-function machines, facsimile machines, printers, and the like.

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Abstract

　印字モード移行時のオーバーシュートを低減して、印字モード移行後にも好適な定着を行うことができる定着装置、及びこれを用いた画像形成装置。モード切替部（３１０）は、設定又は切替が行われた印字モードを、発熱量制御部（３２０）と回転速度制御部（３４０）とに通知する。発熱量制御部（３２０）は、モード切替部（３１０）から通知された印字モードに応じて、定着ローラ（２１０）、発熱ローラ（２２０）、及び定着ベルト（２３０）への供給電力、つまり、定着ローラ（２１０）、発熱ローラ（２２０）、及び定着ベルト（２３０）からなる加熱手段の加熱出力を制御する。これにより、加熱手段ににおける未定着画像の画像定着温度を、印字モードに対応する所定の温度に維持することができる。

Description

明 細 書
定着装置及び画像形成装置
技術分野
[0001] 本発明は、回転する加熱手段を用いて記録紙を加熱する定着装置に関し、特に、 電子写真方式又は静電記録方式の複写機、複合機、ファクシミリ及びプリンタ等に有 用な定着装置並びにこれを備えた画像形成装置に関する。
背景技術
[0002] 電磁誘導加熱方式の加熱装置は、一般に、調理テーブルや電気釜等の加熱手段 として知られている。近年、このような電磁誘導加熱方式の加熱手段を、複写機、ファ クシミリ、及びプリンタ等の画像形成装置における定着装置に適用することが盛んに 検討されている。
[0003] 電磁誘導加熱方式の加熱手段を用いた定着装置では、磁束発生手段が発生する 磁束を発熱体の発熱層に透過させ、この磁束の透過により生じた渦電流によって発 熱層を発熱させる。そして、この発熱層の発熱により加熱された発熱体の熱を利用し て、コピー用紙又は OHP (OverHead Projector)シート等の記録紙上に形成された未 定着画像を直接的又は間接的に加熱定着している。
[0004] 具体的には、例えば、定着ローラ又は定着ベルト等力 なる発熱体に導電体力 な る発熱層を形成する。また、記録紙の通紙経路を挟んで発熱体と加圧ローラとを圧 接させて配置し記録紙を挟持して搬送する-ップを形成する。さらに、強磁性体から なるコアに励磁コイルを卷回して構成される磁束発生手段を、励磁コイルが発熱体の 発熱層に対向するように配置する。そして、励磁コイルに所定の周波数の交流電流 を印加し、励磁コイルの周囲に磁束を発生させて磁界を形成し、この磁界の作用で 生じた渦電流により発熱体の発熱層を発熱させる。この状態で、発熱体と加圧ローラ との二ップに記録紙を送り込み、発熱層の発熱により加熱された発熱体の熱と加圧口 ーラの圧力とにより記録紙上の未定着画像を定着する。
[0005] このような電磁誘導加熱方式の加熱手段を用いた定着装置は、ハロゲンランプを熱 源とする熱ローラ方式の定着装置と比較して、より発熱効率が高ぐ所定の定着温度 に発熱するまでのウォームアップ時間を短くすることができるという利点を有している。
[0006] ところが、加熱力が強いため、特に低い熱容量の定着装置において定着ローラや 定着ベルト等の発熱体を回転させずに加熱した場合、局部的に温度上昇が起こり、 部分的に定着ローラや定着ベルトが熱破壊してしまう恐れがある。したがって、定着 ローラや定着ベルトの回転中のみに電磁誘導加熱を行ったり、定着装置のスタンバ ィ中に加熱させる場合にはスタンバイ中にも定着ローラや定着ベルトを低速で回転さ せる等の対策が必要となる (例えば、特許文献 1参照)。
[0007] ところで、連続印字中に印字モードを変更する場合、印字速度や定着させる際の 温度は、印字モードにより変更されうる。例えば、印字モードを普通紙印字力も OHP 印字に切替える場合、 OHP印字では透過性を維持するために通常速度が半分にな り、定着させる際の温度は普通紙印字モードにおける温度よりも高く設定されることが 多い。したがって、このような印字モードの変更の際に、印字速度の低下、及び定着 温度の上昇に起因する温度上昇が重なり、定着装置の温度が一時的に規定値を超 えてしまう現象、つまり、オーバーシュートの現象が生じることがある。
[0008] ハロゲンランプを用いた従来の定着装置では、上記した速度の変更と設定温度の 変更とが同時に行われていた。この従来の定着装置では、ハロゲンランプに熱応答 性の遅れが存在しており、この熱応答特性の遅れにより、結果的に加熱タイミングが ずれることになつていた。すなわち、結果的に、回転速度の変更が終了して発熱ロー ラの温度が安定した後に、発熱ローラの温度上昇が開始されていた。したがって、ハ ロゲンランプを用いた従来の定着装置では、オーバーシュートは特に問題視されて いなかった。
特許文献 1：特開 2002— 082549号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 一方、電磁誘導加熱方式の定着装置にお!ヽては、熱応答特性の遅れはほとんど 存在しない。このため、従来のハロゲンランプを用いた定着装置と同様に、速度の変 更と設定温度の変更とを同時に行った場合には、印字速度の低下に起因するォー バーシュートと定着温度の上昇に起因するオーバーシュートとが一度に発生すること により、オーバーシュートの度合いが大きくなるものと想定される。
[0010] さらに、従来はモノクロ普通紙の印字速度とカラー普通紙の印字速度とは同じこと が多く、定着装置としては普通紙印字用の速度と厚紙や OHP用の半速印字用の速 度との 2種類の速度に対応すればよ力つた。しかし、近年、モノクロ印字の高速化が 進み、より高速化したモノクロ普通紙の印字速度と、カラー普通紙の印字速度と、厚 紙や OHP用のカラー半速印字用の印字速度との 3種類の印字速度に対応する必要 が出てきた。これに伴い、オーバーシュートの原因となる印字モードの変更が行われ る状況が増加している。
[0011] 上記従来発明の電磁誘導加熱方式の定着装置では、定着装置の寿命や騒音の 観点から、スタンバイモード時に定着装置を通常の印字動作速度の半分の速度で動 作させている。したがって、普通紙印字が終了した後に次の印字がなくスタンバイモ ードに移行する場合には、通常速度の動作から半速の動作に移行することになる。
[0012] その場合、半速動作に移行した直後に加圧ローラに奪われる熱量が半減し、加熱 手段の温度がオーバーシュートする。特にベルト定着方式の場合、速度が半分にな ることにより、ベルトに供給される熱量が瞬間的に倍になり、急激な温度上昇が起こる 。また、電磁誘導加熱によりベルトを直接発熱させる場合も、電磁誘導加熱の励磁コ ィルを通過する時間が倍になるため、局所的にベルトの温度が高くなる現象が見ら れる。
[0013] 通常、ベルト定着装置では、加熱部と温度検知部との間に位置的なずれがあること が多い。そのため、加熱した温度を制御にフィードバックするのにタイムラグが生じる 。このタイムラグは速度を半分にすることにより顕著になるため、ベルトの温度上昇も 大きくなる。以上の現象は、等速印字の速度が高速 (例えば、 200mmZs以上)で、 半速との速度差が大きい場合により顕著になる。
[0014] 最近では、カラー等速印字速度の 1.1〜2倍の速度でモノクロ印字することが行わ れている。その場合、モノクロ印字モード力もカラー印字のスタンバイモードへ移行す ると、その速度は 1Z2〜1Z4程度までに急速に低下することとなる。したがって、より 大きなオーバーシュートが発生する。
[0015] さらに、加熱の目標温度がモノクロ印字モード時の値からスタンバイモード時の値 へ変更される際、一時的に加熱の出力が上昇する現象がある。この現象は、モノクロ 印字モード時の定着温度とスタンバイモード時の温度との差異が大きい場合に顕著 である。
[0016] モノクロ普通紙印字が終了した後にカラー印字のスタンバイモードに移行した場合 、上記 2つの現象が重なり合い、 20°C以上オーバーシュートする現象が見られた。
[0017] また、上記のように、 OHP用紙に印字する際は、動作速度を落としたり設定温度を 高くする。したがって、モノクロ印字力 そのままカラーの OHP印字モードに移行する 場合、モード移行時のオーバーシュートが過大 (例えば、 25°C以上）になる。この過 大なオーバーシュートは、ベルトの寿命の短縮やサーモスタットが切れるような高温 エラーの発生などの問題につながる。
[0018] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたものであり、印字モード移行時のオーバーシ ユートを低減して、印字モード移行後にも好適な定着を行うことができる定着装置及 び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
[0019] 本発明の定着装置は、熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と 、前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、前記加熱手段の加熱 出力を制御し、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモードから前記カロ 熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ移行するとき、前記第 1の回転 速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小さい場合、前記加熱手 段への電力供給を一旦停止させる発熱量制御手段と、を有する構成を採る。
[0020] 本発明の定着装置は、熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と 、前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、前記加熱手段の加熱 出力を制御し、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモードから前記カロ 熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ移行するとき、前記第 1の回転 速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小さい場合、前記加熱手 段への供給電力値を一旦所定の低電力値に変更させる発熱量制御手段と、を有す る構成を採る。
[0021] 本発明の定着装置は、熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と 、前記加熱手段を加熱する発熱手段と、前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送 する加圧手段と、前記加熱手段の回転速度に対応して設定される複数のモードを切 替える切替手段と、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモードから前 記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ切替えられるとき、前記第 1 の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小さい場合には、 前記発熱手段の前記加熱手段への電力供給を一旦停止させ、前記第 1の回転速度 に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値以上の場合には、前記発熱手段の 前記加熱手段への供給電力値を変更させないように、前記加熱手段の加熱出力を 制御する発熱量制御手段と、を有する構成を採る。
[0022] 本発明の定着装置は、熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と 、前記加熱手段を加熱する発熱手段と、前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送 する加圧手段と、前記加熱手段の回転速度に対応して設定される複数のモードを切 替える切替手段と、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモードから前 記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ切替えられるとき、前記第 1 の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小さい場合には、 前記発熱手段の前記加熱手段への電力供給を一旦所定の低電力値に変更させ、 前記第 1の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値以上の場合に は、前記発熱手段の前記加熱手段への供給電力値を変更させないように、前記カロ 熱手段の加熱出力を制御する発熱量制御手段と、を有する構成を採る。
[0023] 本発明の定着装置は、熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と 、前記加熱手段を加熱する電磁誘導加熱手段と、前記加熱手段との間で記録紙を 加圧搬送する加圧手段と、前記加熱手段の回転速度に対応して設定される複数の モードを切替える切替手段と、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモ ードから前記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ切替えられるとき 、前記加熱手段の回転速度を制御する回転速度制御手段と、前記加熱手段が第 1 の回転速度で回転する第 1のモードから前記加熱手段が第 2の回転速度で回転する 第 2のモードへ切替えられるとき、前記加熱手段の加熱出力を制御する発熱量制御 手段と、を有し、前記回転速度制御手段は、前記第 1のモードにおける平均消費電 力と前記第 2のモードにおける平均消費電力との差を X(W)とし、前記加熱手段の熱 容量を YCFZK)とし、前記第 2のモードにおいて前記加熱手段が前記電磁誘導加熱 手段の加熱領域を通過するのに要する時間を t (秒）としたときに、（XX t)ZY≥30 を満たす場合、前記加熱手段に対して低速度回転制御を行い、（XX t)ZY≥30を 満たさない場合、前記加熱手段に対して低速度回転制御を行わずに直接回転速度 を変更する、構成を採る。
[0024] 本発明の画像形成装置は、記録紙に画像を転写する画像転写手段と、前記画像 転写手段により記録紙に転写された画像を熱により画像を記録紙に定着させる回転 可能な加熱手段と、前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、前記 加熱手段の加熱出力を制御し、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1の モードから前記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ移行するとき、 前記第 1の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小さい場 合、前記加熱手段への電力供給を一旦停止させる発熱量制御手段と、を有する定 着装置と、を有する構成を採る。
[0025] 本発明の画像形成装置は、記録紙に画像を転写する画像転写手段と、前記画像 転写手段により記録紙に転写された画像を熱により画像を記録紙に定着させる回転 可能な加熱手段と、前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、前記 加熱手段の加熱出力を制御し、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1の モードから前記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ移行するとき、 前記第 1の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小さい場 合、前記加熱手段への供給電力値を一旦所定の低電力値に変更させる発熱量制御 手段と、を有する定着装置と、を有する構成を採る。
発明の効果
[0026] 本発明によれば、印字モードの移行に伴うオーバーシュートを低減することができ、 印字モード移行後の印字時における画像乱れを防止することができる。特に、カラー 印字速度と、それより早いモノクロ印字速度と、 OHP等のカラー半速印字速度と、定 着手段の回転速度を半速以下とする待機状態とを有し、これらの印字モード間を移 行する定着装置であっても、速度変更の際に定着手段の温度の過大なオーバーシ ユートを防ぐことができる。
図面の簡単な説明
[0027] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る定着装置を用いた画像形成装置の構成を示す概 略断面図
[図 2]図 1の定着装置の構成を示す概略断面図
[図 3]図 2の定着装置の機能構成を示すブロック図
[図 4]発熱量制御部の構成を示すブロック図
[図 5]本発明の実施の形態 1に係る定着装置の印字モードの切替時における動作の 一例を示すフローチャート
[図 6]本発明の実施の形態 1に係る定着装置の定着ベルトの温度曲線のシミュレーシ ヨン結果の一例を示す図
[図 7]本発明の実施の形態 2に係る定着装置の印字モードの切替時における動作の 一例を示すフローチャート
[図 8]本発明の実施の形態 2に係る定着装置の定着ベルトの温度曲線のシミュレーシ ヨン結果の一例を示す図
[図 9]本発明の実施の形態 3に係る定着装置の構成を示す概略断面図
[図 10]本発明の実施の形態 4に係る定着装置の印字モードの切替時における動作 の一例を示すフローチャート
[図 11]本発明の実施の形態 4に係る定着装置の定着ベルトの温度曲線のシミュレ一 シヨン結果の一例を示す図
[図 12]比較例 1の定着装置の定着ベルトの温度曲線のシミュレーション結果の一例を 示す図
[図 13]比較例 2の定着装置の定着ベルトの温度曲線のシミュレーション結果の一例を 示す図
発明を実施するための最良の形態
[0028] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各 図において同一の構成又は機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号 を付し、その説明を省略する。 [0029] (実施の形態 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1に係る定着装置を用いた画像形成装置の構成を示 す概略断面図である。この画像形成装置 100は、タンデム方式の画像形成装置であ る。画像形成装置 100においては、カラー画像の発色に寄与する 4色のトナー像が、 4つの像担持体上に個別に形成され、中間転写体上に順次重ね合わせて一次転写 された後、この一次転写像が、記録媒体に一括転写（二次転写)される。
[0030] なお、本実施の形態 1に係る定着装置は、タンデム方式の画像形成装置だけでな ぐあらゆる方式の画像形成装置に搭載可能である。
[0031] また、図 1において、画像形成装置 100の各構成要素に付した符号の末尾の記号 Y、 M、 C、 Kは、それぞれどの色の画像形成に関与する構成要素であるかを示して いる。 Υはイェロー画像に、 Μはマゼンタ画像に、 Cはシアン画像に、 Κはブラック画 像にそれぞれ対応しており、同一符号の構成要素は、それぞれ共通した構成を有し ている。
[0032] 画像形成装置 100は、上記 4つの像担持体としての感光体ドラム 110Y、 110M、 1 10C、 110Kと、中間転写ベルト（中間転写体） 170とを有している。各感光体ドラム 1 10Y、 110M、 110C、 110Kの周囲には、 4つの画像形成ステーション SY、 SM、 S C、 SKが配設されている。画像形成ステーション SY、 SM、 SC、 SKは、 4つの帯電 器 120Y、 120M、 120C、 120Kと、露光装置 130と、 4つの現像器 140Y、 140Μ、 140C、 140Kと、 4つの転写器 150Y、 150M、 150C、 150Kと、 4つのクリーニング 装置 160Y、 160M、 160C、 160Kとにより構成されて!/、る。
[0033] また、画像形成装置 100には、その筐体の一部を成す開閉自在のドア 101が設け られている。このドア 101の開閉により、後述する定着装置 200の交換やメンテナンス 及び用紙搬送路に詰まった記録紙 Pのジャム処理等の保守作業を行うことができる。
[0034] 各感光体ドラム 110Y、 110M、 110C、 110Kは、それぞれ矢印 Cの方向に回転す る。各感光体ドラム 110Y、 110M、 HOC, 110Kの表面は、帯電器 120Y、 120M 、 120C、 120Kにより一様に所定の電位にそれぞれ帯電される。
[0035] 露光装置 130は、帯電された各感光体ドラム 110Y、 110M、 110C、 110Kの表面 に、各感光体ドラムの特定色の画像データに対応したレーザビームの走査線 130Y 、 130M、 130C、 130Kをそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラム 110Y、 1 10M、 110C、 110Kの表面には、特定色ごとの静電潜像が形成される。
[0036] 現像器 140Y、 140M、 140C、 140Kは、感光体ドラム 110Y、 110M、 HOC, 11 OK上に形成された特定色ごとの静電潜像を顕像化する。これにより、各感光体ドラム 110Y、 110M、 110C、 110K上〖こ、カラー画像の発色に寄与する 4色の未定着画 像が形成される。
[0037] 転写器 150Y、 150M、 150C、 150Kは、感光体ドラム 110Y、 110M、 HOC, 11 OK上に顕像化された 4色のトナー像を、中間転写体としての無端状の中間転写ベル 卜 170【こ一次転写する。これ【こより、感光体ド、ラム 110Y、 110M、 HOC, 110K上【こ 形成された 4色のトナー像が順次重ね合わされ、中間転写ベルト 170上にフルカラー 画像が形成される。
[0038] クリーニング手段 160Y、 160M、 160C、 160Kは、各感光体ドラム 110Y、 110M 、 110C、 110Kが中間転写ベルト 170にトナー像を転写した後、各感光体ドラム 110 Y、 110M、 110C、 110Kの表面に残っている残留トナーを除去する。
[0039] 露光装置 130は、感光体ドラム 110Y、 110M、 110C、 110Kに対して所定の傾き をもって配置されている。また、中間転写ベルト 170は、駆動ローラ 171と従動ローラ 172とに懸架されており、駆動ローラ 171の回転により、図 1の矢印 Aの方向へ回動さ れる。
[0040] 一方、画像形成装置 100の下部には、記録媒体としての印字用紙等の記録紙 Pが 収納された給紙カセット 180が設けられている。記録紙 Pは、給紙ローラ 181により給 紙カセット 180から 1枚ずつ所定のシート経路に沿って矢印 Bの方向に送り出される。
[0041] 従動ローラ 172に懸架された中間転写ベルト 170の外周面と、中間転写ベルト 170 の外周面に接触する二次転写ローラ 190とは、転写-ップ部を形成する。シート経路 に送り出された記録紙 Pは、この転写-ップ部を通過する。二次転写ローラ 190は、 記録紙 Pが転写-ップ部を通過する際に、中間転写ベルト 170上に形成されたフル カラー画像 (未定着画像)を、記録紙 Pに一括転写させる。
[0042] 転写-ップ部によりフルカラー画像 (未定着画像）がー括転写された記録紙 Pは、 定着装置 200の定着ローラ 210及び支持ローラとしての発熱ローラ 220に懸架され た定着ベルト 230の外周面と定着ベルト 230の外周面に接触する加圧ローラ 240と で形成される定着-ップ部 Nを通過する。これにより、記録紙 Pには、転写-ップ部で 一括転写された未定着のフルカラー画像が加熱定着される。
[0043] 次に、画像形成装置 100に搭載されている定着装置 200について説明する。
[0044] 本明細書では、「回転速度」とは、定着ローラ 210、発熱ローラ 220、及び定着ベル ト 230の回転速度を意味する。定着ベルト 230は、定着ローラ 210と発熱ローラ 220 とに懸架されて回転するので、定着ローラ 210、発熱ローラ 220、及び定着ベルト 23 0は、それぞれ同一の回転速度で回転する。また、「定着装置 200の回転速度」も、 上記「回転速度」と同一の回転速度を意味する。
[0045] また、本明細書では、「加熱手段」とは、狭義では、定着ベルト 230を意味し、広義 では、定着ローラ 210、発熱ローラ 220、定着ベルト 230、及びこれらを電磁誘導カロ 熱する誘導加熱装置 250を意味する。
[0046] 図 2は、図 1の定着装置 200の構成を示す概略断面図である。
[0047] 定着装置 200は、その発熱手段として、電磁誘導加熱（IH： Induction Heating)方 式を用いている。図 2に示すように、定着装置 200は、熱により画像を記録紙 Pに定 着させる定着手段として、定着ローラ 210、発熱ローラ 220、及び定着ベルト 230を 備えている。また、定着装置 200は、加圧手段としての加圧ローラ 240、発熱手段と しての誘導加熱装置 250、シート分離ガイド板としてのセパレータ 260、及びシート搬 送経路形成部材としてのシートガイド板 281、 282、 283、 284を備えている。
[0048] 定着装置 200は、誘導加熱装置 250により生成した磁界の作用によって、発熱口 ーラ 220及び定着ベルト 230を加熱する。定着装置 200は、シートガイド板 281、 28 2、 283、 284に沿って搬送される記録紙 P上の未定着画像を、加熱された定着ベル ト 230と加圧ローラ 240とで形成される定着-ップ部 Nを用いて加熱定着させる。
[0049] なお、本実施の形態 1に係る定着装置は、定着ベルト 230を使用せず、定着ローラ 210が発熱ローラ 220を兼ねた構成とし、この定着ローラ 210により記録紙 P上の未 定着画像を直接的に加熱定着するように構成してもよ ヽ。
[0050] 図 2において、定着ローラ 210は、例えば、ステンレススチール等の金属製の芯金 を、ソリッド状又は発泡状の耐熱性を有するシリコーンゴム力もなる弾性部材で被覆し て構成されている。定着ローラ 210は、その外径が 30mm程度であり、発熱ローラ 22 0の外径よりも大きく形成されている。また、弾性部材は、その肉厚を 3〜8mm程度、 硬度を 15〜50° (Asker硬度: JIS Aの硬度では 6〜25° )程度としている。
[0051] また、定着ローラ 210には、加圧ローラ 240が圧接して!/、る。この定着ローラ 210と 加圧ローラ 240との圧接により、その圧接部に所定幅の定着-ップ部 Nが形成される
[0052] 発熱ローラ 220は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル又はこれら金属の合金等の材料 からなり、中空円筒状の磁性金属部材カもなる回転体で構成されている。発熱ローラ 220は、図示しない支持側板に固定されたベアリングによりその両端が回転可能に 支持されており、図示しない駆動手段によって回転駆動される。また、発熱ローラ 22 0は、外径が 20mm、肉厚が 0.3mmの低い熱容量で昇温の速い構成となっており、 そのキュリー点が 300°C以上となるように調整されて!、る。
[0053] 定着ベルト 230は、定着ローラ 210と発熱ローラ 220とに懸架されている。定着ベル ト 230は、誘導加熱装置 250により誘導加熱された発熱ローラ 220の熱が、発熱ロー ラ 220との接触部位力も伝導されることにより加熱される。この加熱は、定着ベルト 23 0の回転【こ Jり、定着べノレ卜 230の 周【こ！:る。
[0054] このような構成の定着装置 200では、発熱ローラ 220の熱容量が定着ローラ 210の 熱容量よりも小さい。したがって、発熱ローラ 220の温度を短時間で上昇させることが でき、その加熱定着開始時におけるウォームアップ時間が短縮される。
[0055] また、定着ベルト 230は、発熱層、弾性層及び離型層を備えた多層構造の耐熱性 ベルトで構成されている。発熱層は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性を有す る金属又はこれらの金属力もなる合金を材料としている。弾性層は、発熱層の表面を 被覆するようにして設けられたシリコーンゴム又はフッ素ゴム等の弾性部材を材料とし ている。離型層は、 PTFE (PolyTetraFluoroEthylene)や PFA(Tetra fluoro ethylene) 、 FEP(Fluorinated Ethylene Propylene),シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の高 V、榭脂若しくはゴム又はこれらを混合したものを材料として！/、る。
[0056] このような構成の定着ベルト 230では、定着ベルト 230と発熱ローラ 220との間に何 らかの原因で異物が混入してギャップが生じたとしても、発熱層を誘導加熱装置 250 により誘導加熱して定着ベルト 230自体を発熱させることができる。このように、定着 ベルト 230は、誘導加熱装置 250により直接的に加熱されるので、発熱効率が向上 し、またレスポンスが速くなる。すなわち、定着ベルト 230は、温度ムラが少なくなり、 加熱定着手段としての信頼性が高くなる。
[0057] ただし、定着手段として、発熱層の存在しない定着ベルトを使用することも可能であ る。その場合でも、加熱の信頼性は若干低くなるものの、より汎用性の高いベルトを 使用することができるので、コスト的に有利になる。このような定着ベルトとしては、例 えば、発熱層の代わりにポリイミドで構成されるベルト基材に、弾性層及び離型層を 形成したベルトが適用されうる。
[0058] 加圧ローラ 240は、例えば、銅又はアルミ等の熱伝導性が高い金属製の円筒部材 からなる芯金の表面に、耐熱性及びトナー離型性が高!ヽ弾性部材を設けて構成され ている。芯金としては、上記した金属以外に SUS (Steel Used Stainless)を使用しても よい。加圧ローラ 240は速度制御手段により所定の速度に制御されたモータ（図示せ ず）により駆動される。加圧ローラ 240の回転は、定着ベルト 230を介し、定着ローラ 2 10及び発熱ローラ 220を回転させる。
[0059] 加圧ローラ 240は、前述したように、定着ベルト 230を介して定着ローラ 210に圧接 することにより、記録紙 Pを挟持搬送する定着-ップ部 Nを形成している。ここでは、 加圧ローラ 240の硬度を定着ローラ 210の硬度よりも高くしている。これにより、定着 -ップ部 Nでは、加圧ローラ 240の周面が定着ベルト 230を介して定着ローラ 210の 周面に食い込むような状態となる。
[0060] このため、加圧ローラ 240は、その外径は定着ローラ 210と同じ 30mm程度である 1S その肉厚が 2〜5mm程度と定着ローラ 210よりも薄く構成されている。また、加圧 ローラ 240の硬度は、 20〜60° (Asker硬度: JIS Aの硬度では 6〜25° )程度と定 着ローラ 210よりも高くなつて 、る。
[0061] このような構成の定着装置 200においては、記録紙 Pが加圧ローラ 240の周面の表 面形状に沿うように定着-ップ部 Nにより挟持搬送されるので、記録紙 Pの加熱定着 面が定着ベルト 230の表面力も離れやすくなるという効果がある。
[0062] なお、定着-ップ部 Nの入口側近傍の定着ベルト 230の内周面には、サーミスタ等 の熱応答性の高い感温素子力もなる温度検出手段としての温度検出器 270が当接 配置されている。
[0063] 誘導加熱装置 250は、温度検出器 270が検出した定着ベルト 230の内周面の温 度に基づいて、発熱ローラ 220及び定着ベルト 230の加熱温度、つまり、定着ローラ 210における未定着画像の画像定着温度が所定の温度に維持されるように、後述す る発熱量制御部により制御される。
[0064] 次に、誘導加熱装置 250の構成について説明する。誘導加熱装置 250は、図 2〖こ 示すように、定着ベルト 230を介して発熱ローラ 220の外周面に対向するように配置 されている。誘導加熱装置 250には、発熱ローラ 220を覆うように湾曲形成された難 燃性の榭脂からなるコイルガイド部材としての支持フレーム 251が設けられて 、る。
[0065] 支持フレーム 251の中心部には、サーモスタット 252力 その温度検出部分を支持 フレーム 251から発熱ローラ 220及び定着ベルト 230に向けて一部表出させるように して配設されている。
[0066] サーモスタット 252は、発熱ローラ 220及び定着ベルト 230の異常高温を検出した ときに、支持フレーム 251の外周面に卷回された磁界発生手段としての励磁コイル 2 53と図示しないインバータ回路との接続を強制遮断する。
[0067] 励磁コイル 253は、表面が絶縁された長い一本の励磁コイル線材を支持フレーム 2 51に沿って発熱ローラ 220の軸方向に交互に巻き付けて構成されている。この励磁 コイル 253の卷回部分の長さは、定着ベルト 230と発熱ローラ 220とが接する領域と 略同じ長さになるように設定されて ヽる。
[0068] 励磁コイル 253は、インバータ回路（図示せず）に接続され、このインバータ回路か ら 10kHz〜lMHz (好ましくは 20kHz〜800kHz)の高周波交流電流が給電される ことにより交番磁界を発生する。この交番磁界は、発熱ローラ 220と定着ベルト 230と の接触領域及びその近傍部において、発熱ローラ 220及び定着ベルト 230の発熱 層に作用する。この交番磁界の作用により、発熱ローラ 220及び定着ベルト 230の発 熱層の内部に交番磁界の変化を妨げる方向の渦電流が流れる。
[0069] この渦電流は、発熱ローラ 220及び定着ベルト 230の発熱層の抵抗に応じたジュ 一ル熱を発生させ、主として発熱ローラ 220と定着ベルト 230との接触領域及びその 近傍部において発熱ローラ 220及び定着ベルト 230を電磁誘導加熱する。
[0070] 一方、支持フレーム 251には、励磁コイル 253を囲むようにして、アーチコア 254及 びサイドコア 255が設けられている。アーチコア 254及びサイドコア 255は、励磁コィ ル 253のインダクタンスを増大させ、励磁コイル 253と発熱ローラ 220との電磁結合を 良好にする。
[0071] したがって、この定着装置 200においては、アーチコア 254及びサイドコア 255の 作用により、同じコイル電流でも多くの電力を発熱ローラ 220へ投入することが可能と なる。これにより、発熱ローラ 220及び定着ベルト 230のウォームアップ時間を短縮す ることがでさる。
[0072] また、支持フレーム 251には、誘導加熱装置 250の内部のアーチコア 254及びサ 一モスタツト 252を覆うように屋根型に形成された榭脂製のハウジング 256が取り付け られている。このハウジング 256には、複数の放熱孔（図示せず）が形成されており、 支持フレーム 251、励磁コイル 253及びアーチコア 254から発生した熱を外部に放 出できるようになつている。なお、ハウジング 256は、例えば、アルミニウム等の榭脂 以外の材料で形成してもよ 、。
[0073] また、支持フレーム 251には、ハウジング 256に形成された放熱孔を塞がないように 、ハウジング 256の外面を覆うショートリング 257が取り付けられている。ショートリング 257は、アーチコア 254の背面に位置している。ショートリング 257は、アーチコア 25 4の背面力 外部に漏れ出るわずかな漏れ磁束を打ち消す方向に渦電流を発生さ せる。これにより、漏れ磁束の磁界を打ち消す方向に磁界が発生して、漏れ磁束によ る不要な輻射が防止される。
[0074] 次に、定着装置 200の機能について、図 3を用いて説明する。図 3は、定着装置 20 0の機能構成を示すブロック図である。
[0075] 図 3において、定着装置 200は、モード切替部 310、発熱量制御部 320、目標温度 格納部 330、回転速度制御部 340、回転速度格納部 350、及びタイマ 360から構成 される。タイマ 360は、主に発熱量制御部 320による発熱量制御処理、及び回転速 度制御部 340による回転速度制御処理で使用され、モード切替部 310のモード切替 処理の前後における経過時間を計測する。 [0076] 定着装置 200は、図示しな!、が、 CPU (Central Processing Unit)、制御プログラム を格納した ROM (Read Only Memory)等の記憶媒体、 RAM (Random Access Memo ry)等の作業用メモリ、及び AD (Analog to Digital)コンバータ等の回路装置を備えて いる。図 3に示す各装置部の機能は、 CPUが所定の制御プログラムを実行すること により実現される。
[0077] モード切替部 310は、画像形成装置 100の動作のモード（印字モード）の設定及び 切替を行う。また、モード切替部 310は、設定又は切替が行われた印字モードを、発 熱量制御部 320と回転速度制御部 340とに通知する。そして、モード切替部 310は、 発熱量制御部 320及び回転速度制御部 340が印字モードに対応する動作を行うよう に、各装置部を制御する。印字モードの切替は、図示しないホスト装置 (例えば、ュ 一ザが使用するパーソナルコンピュータ)力もの印字動作開始の指示、画像形成装 置 100に備えられたキースィッチ（図示せず)の操作、又は排紙センサ（図示せず)を 使用した印字終了の検出に基づいて行われる。
[0078] 画像形成装置 100の印字モードは、記録紙の材質や印字内容の種別、画像形成 装置 100の駆動状況等により設定される。画像形成装置 100の印字モードとしては、 例えば、普通紙にモノクロ画像を印字するモードであるモノクロ普通紙印字モード、 普通紙にカラー画像を印字するモードであるカラー普通紙印字モード、厚紙にモノク 口画像又はカラー画像を印字するモードである厚紙印字モード、及び印字を行わず に印字に備えて定着手段をウォームアップするモードであるスタンバイモード (待機モ ード)などが挙げられる。
[0079] 発熱量制御部 320は、モード切替部 310から通知された画像形成装置 100の印字 モードに応じて、定着ローラ 210、発熱ローラ 220及び定着ベルト 230からなる加熱 手段の加熱出力、つまり、加熱手段の画像定着温度を制御する。この加熱出力制御 は、具体的には、誘導加熱装置 250の励磁コイル 253で発生する交番磁界の大きさ (磁束の強度）を制御することにより行われる。これにより、加熱手段における未定着 画像の画像定着温度を、印字モードに対応する所定の温度に維持することができる
[0080] 加熱手段の加熱出力は、モード切替部 310により設定された印字モードによりそれ ぞれ異なる。印字モードと加熱手段の加熱出力とは、それぞれ対応付けられて目標 温度格納部 330に格納されている。
[0081] また、発熱量制御部 320は、モード切替部 310により、切替前後の印字モードにお ける定着ローラ 210の回転速度がそれぞれ異なるような印字モードの切替が行われ る場合に、加熱手段への電力供給を一旦停止する制御を行う。特に、発熱量制御部 320は、切替前の印字モードにおける定着ローラ 210の回転速度に対する切替後の 印字モードにおける定着ローラ 210の回転速度の割合が所定の値以下の場合、つま り、印字モード切替後の定着ローラ 210の回転速度が所定のレベル以下まで低下す る場合に、加熱手段への電力供給を一旦停止する制御を行う。
[0082] この電力供給の停止は、具体的には、誘導加熱装置 250の誘導加熱出力をオフ すること〖こより行われる。
[0083] ここで、所定の値は、定着装置 200を構成する各部材の材料など力 決定され、例 えば、 0.5以下の値に設定される。このような制御を行うことにより、印字モード切替時 の定着装置 200のオーバーシュートを防止することができる。
[0084] また、発熱量制御部 320は、ー且停止した加熱手段への電力供給を、所定のタイミ ングで、切替後の印字モードに対応する通常の電力供給に復帰させる。ここで、所定 のタイミングとは、例えば、モード切替部 310からの印字モードの切替の通知の後に 所定の時間が経過したタイミング、又は、定着ローラ 210の回転速度が切替後の印 字モードに対応する回転速度に到達したタイミングなどが挙げられる。
[0085] 次に、発熱量制御部 320の構成及びその機能について、図 4を用いてさらに詳細 に説明する。図 4は、発熱量制御部の構成を示すブロック図である。
[0086] 図 4に示すように、発熱量制御部 320は、供給電力演算部 321、電力設定部 322、 温度検出部 323、電圧値検出部 324、電流値検出部 325、電力値演算部 326及び リミッタ制御部 327を有して 、る。
[0087] 定着装置 200の誘導加熱装置 250は、上記のように、記録紙 P上に二次転写され た未定着のフルカラー画像を加熱定着させるために、発熱ローラ 220及び定着ベル ト 230を加熱する。これにより、定着装置 210、発熱ローラ 220、及び定着ベルト 230 からなる加熱手段に対して加熱出力が付与される。供給電力演算部 321は、この誘 導加熱装置 250に供給すべき電力値を演算する。
[0088] 電力設定部 322は、供給電力演算部 321で算出された電力値データを、励磁コィ ル 253を駆動するインバータ回路へ出力する。
[0089] この電力設定部 322に設定された値 (レジスタ値）に応じて、インバータ回路へ出力 する電力値が制御される。この電力値の制御により、誘導加熱装置 250による発熱 量、及び記録紙 Pに未定着画像を定着するための発熱ローラ 220及び定着ベルト 2 30の温度が制御される。これにより、加熱手段の加熱出力、つまり、画像定着温度を 帘 U御することができる。
[0090] 誘導加熱装置 250に供給する電力値の演算を行うために必要な情報には、定着 装置 200の画像定着温度と、上記インバータ回路に実際に供給されている電力値と がある。定着装置 200の画像定着温度は、温度検出部 323から得られる。また、上記 インバータ回路に実際に供給されている電力値は、電力値演算部 326から得られる
[0091] 温度検出部 323は、定着-ップ部 Nの入口側近傍の定着ベルト 230の内面側に当 接配置された温度検出器 270からのアナログ出力を、 ADコンバータによりディジタル データに変換して供給電力演算部 321に入力させる。
[0092] 定着装置 200には、図示しないが、上記インバータ回路への入力電圧を検出する 電圧検出器と、上記インバータ回路への入力電流を検出する電流検出器とが備えら れている。電圧値検出部 324は、電圧検出器の検出結果をディジタルデータに変換 し、上記インバータ回路への入力電圧値を出力する。電流値検出部 325は、電流検 出器の検出結果をディジタルデータに変換し、上記インバータ回路への入力電流値 を出力する。なお、電流値については、励磁コイル 253に流れる電流値を検出して 制御に用いることも可能である。
[0093] 電力値演算部 326は、電圧値検出部 324と電流値検出部 325からのそれぞれの 出力を乗算することにより、インバータ回路への入力電力値を求める方法を採用して いる。電力値演算部 326は、演算結果を供給電力演算部 321に出力する。
[0094] 供給電力演算部 321は、モード切替部 310から印字モードが通知される度に、目 標温度格納部 330を参照して印字モードに対応する加熱手段の加熱出力を取得す る。そして、取得した加熱出力を維持するために、定期的（ここでは、 10ms毎）に、温 度検出部 323からのデータ及び電力値演算部 326からのデータを取得しながら電力 設定部 322に演算値 (レジスタ値)を設定する。具体的には、供給電力演算部 321は 、レジスタ値を調整することにより、励磁コイル 253から発生する磁束の強度を制御す る。このように、供給電力演算部 321が電力設定部 322に演算値を設定することによ り、記録紙 Pに未定着画像を定着させるための発熱ローラ 220及び定着ベルト 230の 温度、つまり、加熱手段の加熱出力が制御される。
[0095] リミッタ制御部 327は、電力設定部 322に設定される電力値を最終チェックする。す なわち、リミッタ制御部 327は、予め定められたリミット値を越えた値が電力設定部 32 2に設定されようとした時、又は電力値演算部 326による演算結果が予め定められた 値より大きな値であった場合に、電力設定部 322に設定するデータを所定の値に変 更する制御を行う。
[0096] より具体的には、リミッタ制御部 327は、例えば、リミット値がデータで AA(16進) H EXで、供給電力演算部 321で演算された値が AAHEXよりも大きい場合に、電力設 定部 322に設定する値として目標電力の 80%に相当する電力値を強制的に設定す る。また、リミッタ制御部 327は、電力値演算部 321による演算結果が、例えば、 115 0ワット以上であった場合にも同様の処理を行う。
[0097] なお、実際には、設定される電力値は、上限値及び下限値で制限されているので、 前述のようなリミット値に達することは無いはずである。しかし、電流値や電圧値を取 得するための ADコンバータのラインにノイズが発生してデータを誤検出した場合に 備えて、このようなリミッタ制御部 327を設けることが望ま 、。
[0098] 回転速度制御部 340は、モード切替部 310から通知された画像形成装置 100の印 字モードに応じて、定着装置 200の回転速度を制御する。定着装置 200の回転速度 は、モード切替部 310により設定された印字モードによりそれぞれ異なる。印字モー ドと定着装置 200の回転速度とは、それぞれ対応付けられて回転速度格納部 350に 格納されている。
[0099] また、回転速度制御部 340は、回転速度測定部（図示せず）により測定された定着 装置 200の回転速度が印字モードに対応する回転速度に到達すると、そのことを発 熱量制御部 320に通知する機能を有する。
[0100] 次に、上述のように構成された定着装置 200の動作について、図 5を用いて説明す る。
[0101] 図 5は、本発明の実施の形態 1における定着装置の印字モードの切替時における 動作の一例を示すフローチャートである。図 5は、普通紙印字モード力 スタンバイモ ードに印字モードを変更する制御の例を示している。ここで、普通紙印字モードにお ける定着ローラ 210の回転速度は、 300mmZsであり、スタンバイモードにおける定 着ローラ 210の回転速度は、 150mmZsであるものとして説明する。
[0102] まず、普通紙印字モードにおける普通紙印字中に、モード切替部 310から発熱量 制御部 320及び回転速度制御部 340に対して、印字モードをスタンバイモードに切 替える旨の通知がされる（Sl)。
[0103] 次に、普通紙印字の最終ページ力排紙センサを超えて普通紙印字が完了すると（ S2)、回転速度制御部 340は、回転速度格納部 350を参照して、普通紙印字モード の回転速度からスタンバイモードの回転速度への回転速度の切替を開始する（S3)
[0104] 切替前の印字モードにおける回転速度に対する切替後の印字モードにおける回転 速度の割合が所定の値 (例えば、 0.5)よりも大きい場合 (S4 : NO)、定着装置 200の 回転速度がスタンバイモードの回転速度に変更され、印字モードの切替が完了する（ S8)。
[0105] 一方、切替前の印字モードにおける回転速度に対する切替後の印字モードにおけ る回転速度の割合が所定の値 (例えば、 0.5)以下である場合 (S4 : YES)、定着装 置 200の回転速度の切替開始 (S3)と同時に、誘導加熱装置 250から定着ローラ 21 0、発熱ローラ 220、及び定着ベルト 230からなる加熱手段への電力供給をー且停 止する（S5)。
[0106] そして、回転速度の切替開始力も所定時間が経過したタイミング、又は回転速度の 切替が完了したタイミングで (S6)、誘導加熱装置 250からの電力供給が復帰される (S7)。このようにして、印字モードの切替が完了する（S8)。
[0107] なお、本実施の形態では、ステップ S3における回転速度の切替開始とステップ S5 における電力供給の停止とを同時に行うようにしたが、これに限定されない。例えば、 回転速度の切替開始後に電力供給を停止させてもよ!、し、電力供給の停止後に回 転速度の切替を行うようにしてもょ ヽ。
[0108] また、ステップ S6でしきい値として使用される所定時間は、誘導加熱装置 250から の電力供給の停止時間を徐々に短くしながら、実験やシミュレーションで発生するォ 一バーシュートの大きさを測定し、オーバーシュートの大きさが予め定められた許容 値以下に収まるような時間長さを特定して適用すればよい。また、加熱手段の周囲温 度を測定し、その測定結果に応じて所定時間を適切な値に調整してもよ 、。
[0109] このように、本発明の定着装置は、定着装置の一のモードから他のモードに移行す る際、一のモードにおける回転速度の設定値と他のモードにおける回転速度の設定 値との差が所定値 (本実施の形態では 0.5)以下の場合、発熱手段の出力を停止す ることを特徴とする。すなわち、一のモードにおける回転速度の設定値が普通紙印字 の 300mmZsであり、他のモードの回転速度の設定値が待機時の 150mmZsであ る場合、普通紙印字モードからスタンバイモードに移行する際、その差が所定値であ る 0.5以下であるため、普通紙印字後最終用紙の排出を検知し、電磁誘導加熱の出 力をオフにする。次に、定着装置 200の回転速度が 150mmZsに変更されたことを 確認し、電磁誘導加熱の出力をオンにする。電磁誘導加熱の出力をオンにするタイ ミングは、回転速度の変更の確認以外に、電磁誘導加熱の出力オフから所定時間後 (例えば、 1秒)でも力まわない。オンした瞬間は電力が大きくなりオーバーシュートが 発生するが、すぐに電力は低下し、ある一定の電力で安定する。なお、第 1の回転速 度と第 2の回転速度の設定値の比 (差)が、所定値 (0.5)より大である場合には、ォー バーシュートが発生するおそれがないので、回転速度を第 1の回転速度から第 2の 回転速度に直接切替える。これにより、印字モードの変更時におけるオーバーシユー トを防止して、スムーズな印字モードの移行を実現することができる。
[0110] また、上記内容は、「定着装置の第 1のモードにおける第 1の回転速度 300mmZs から、それとは異なる第 2のモードにおける第 1の回転速度よりも遅い第 2の回転速度 150mmZsに移行する際、発熱手段の出力を一旦停止する」という実施例に本発明 を適用した例に相当する。 [0111] 図 6は、本実施の形態の定着ベルトの温度曲線のシミュレーション結果の一例を示 す図である。図 6は、印字モード力 普通紙印字モードからスタンバイモードへと切替 られる例を示している。
[0112] 図 6に示すように、回転速度の切替開始と同時に、電磁誘導加熱を 0.5秒間だけ停 止している。これにより、電磁誘導加熱を停止したことによる大きな温度低下もなぐ オーバーシュートを押さえることができた。
[0113] 定着装置 200では、スタンバイモードからの復帰後に最初の印字が可能となるまで の時間を短縮するために、スタンバイモード時に予熱を行っている。定着装置 200は 、熱源に電磁誘導加熱を用いたコイル外包式ベルト定着装置であり、発熱ローラ 22 0及び定着ベルト 230の一部を加熱し、それらが回転することにより定着ベルト 230 全体に熱を伝える構成となっている。この構成の場合、発熱ローラ 220及び定着べ ルト 230を停止した状態で予熱を行うと、定着ベルト 230が部分的に高温になり破壊 する恐れがあるため、これらの装置部が回転している状態で予熱を行なわなければ ならない。定着装置 200の寿命等を考慮すると、発熱ローラ 220及び定着ベルト 230 の回転数は必要最低限に抑制することが望ましい。
[0114] このため、定着装置 200では、スタンバイモードの回転速度として、各印字モードに 設定されている回転速度のうち最も低い回転速度を採用している。例えば、定着装 置 200の最も印字の早 、モードである普通紙印字 (カラー Zモノクロ同速)の回転速 度が 300mmZsであり、最も印字の遅いモードである厚紙モードの回転速度が普通 紙印字モードの半速の 150mmZsであれば、厚紙モードの回転速度でスタンバイモ ード時の予熱を行って 、る。
[0115] 以上説明したように、本実施の形態の定着装置によれば、モード切替前後の加熱 手段の回転速度の比が所定の値よりも大きくオーバーシュートの恐れがある場合に、 回転速度の切替時に加熱手段への電力供給を一時的に停止するので、印字モード の変更時におけるオーバーシュートを防止して、スムーズな印字モードの移行を行う ことができる。
[0116] (実施の形態 2)
次に、本発明の実施の形態 2に係る定着装置についての説明をする。以下の説明 では、実施の形態 1と同様の構成及び動作を行う部分については説明を省略し、ま た同様の機能を有する要素については同じ番号を付与する。本実施の形態の定着 装置は、実施の形態 1の定着装置と同様の画像形成装置に適用され、その構成は 図 2と同様である。ただし、本実施の形態の定着装置では、発熱量制御部の機能が、 実施の形態 1の定着装置とは異なっている。したがって、本実施の形態では、発熱量 制御部の機能について説明する。
[0117] 本実施の形態の発熱量制御部 320は、モード切替部 310により、切替前後の印字 モードにおける回転速度がそれぞれ異なるような印字モードの切替が行われる場合 に、加熱手段への供給電力値をー且所定の低電力値に変更する制御を行う。特に、 発熱量制御部 320は、切替前の印字モードにおける回転速度に対する切替後の印 字モードにおける回転速度の割合が所定の値以下の場合、つまり、印字モード切替 後の定着装置 200の回転速度が所定のレベル以下まで低下する場合に、定着ロー ラ 210、発熱ローラ 220、及び定着ベルト 230からなる加熱手段への供給電力値を 一旦所定の低電力値に変更する制御を行う。
[0118] ここで、変更後の供給電力値は、例えば、温度 20°Cかつ湿度 50%の環境 (標準環 境）において、待機状態を続けた際に、スタンバイ温度を維持するのに必要な最低電 力であることが好ましい。
[0119] ここで、所定の値は、定着装置 200を構成する各部材の材料等から決定され、例え ば、 0.5以下の値に設定される。このような制御を行うことにより、印字モード切替時の 定着装置 200のオーバーシュートを防止することができる。
[0120] 次に、上述のように構成された定着装置 200の動作について、図 7を用いて説明す る。
[0121] 図 7は、本発明の実施の形態 2に係る定着装置の印字モードの切替時における動 作の一例を示すフローチャートである。図 7の例では、モノクロ普通紙印字モードから スタンバイモードに印字モードを変更する制御を示す。モノクロ普通紙印字モードに おける定着ローラ 210の回転速度は、 170mmZsであり、スタンバイモードにおける 定着ローラ 210の回転速度は、 52.5mmZsであるものとして説明する。
[0122] まず、モノクロ普通紙印字モードにおける印字中に、モード切替部 310から発熱量 制御部 320及び回転速度制御部 340に対して、印字モードをスタンバイモードに切 替える旨の通知がされる（Sl l)。
[0123] 次に、普通紙印字の最終ページ力排紙センサを超えて普通紙印字が完了すると（ S12)、回転速度制御部 340は、回転速度格納部 350を参照して、普通紙印字モー ドの回転速度からスタンバイモードの回転速度への回転速度の切替を開始する（S1 3)。
[0124] 切替前の印字モードにおける回転速度に対する切替後の印字モードにおける回転 速度の割合が所定の値 (例えば、 0.5)よりも大きい場合 (S14 :NO)、定着装置 200 の回転速度力 Sスタンバイモードの回転速度に変更され、印字モードの切替が完了す る（S18)。
[0125] 一方、切替前の印字モードにおける回転速度に対する切替後の印字モードにおけ る回転速度の割合が所定の値 (例えば、 0.5)以下である場合 (S14 : YES)、定着装 置 200の回転速度の切替開始 (S13)と同時に、誘導加熱装置 250から定着ローラ 2 10、発熱ローラ 220、及び定着ベルト 230からなる加熱手段への供給電力値を所定 の低電力値に変更する（S 15)。
[0126] そして、回転速度の切替開始力も所定時間が経過したタイミング、又は回転速度の 切替が完了したタイミングで (S16)、誘導加熱装置 250からの供給電力値を通常の 値に復帰させる（S17)。このようにして、印字モードの切替が完了する（S18)。
[0127] なお、本実施の形態では、ステップ S 13における回転速度の切替開始とステップ S 15における供給電力値の変更とを同時に行うようにしたが、これに限定されない。例 えば、回転速度の切替開始後に供給電力値を変更してもよいし、供給電力値を変更 した後に回転速度の切替を行うようにしてもょ 、。
[0128] なお、ステップ S 16でしきい値として使用される所定時間は、誘導加熱装置 250か らの供給電力値を徐々に低下させながら、実験やシミュレーションで発生するオーバ 一シュートの大きさを測定し、オーバーシュートの大きさが予め定められた許容値以 下に収まるような供給電力値を特定して適用すればよい。また、加熱手段の周囲温 度を測定し、その測定結果に応じて供給電力値を適切な値に調整してもよ 、。
[0129] このように、本実施の形態では、一のモードがモノクロ普通紙印字モードであり、回 転速度の設定値が 170mmZs、定着温度が 170°C、他のモードがスタンバイモード であり、回転速度の設定値が 52.5mmZs、定着温度が 175°Cとなっている。すなわ ち、モノクロ普通紙への印字後にスタンバイモードに移行する場合、回転速度を 170 mmZsから 52.5mmZsに低下させることになる。
[0130] 一般に、第 1の回転速度の絶対値が低いほど、オーバーシュートが起こる可能性は 低くなる。しかし、第 1の回転速度の絶対値が低い場合でも、モード切替後の回転速 度を半分以下に変更する場合には、大きなオーバーシュートが発生する。そこで、モ ノクロ印字モードからスタンバイモードに移行する途中で、電磁誘導加熱の出力を低 下させる。これにより、オーバーシュートを抑えることが可能となる。特に、本実施の形 態のように、モード切替後の定着温度がモード切替前の定着温度よりも高!、場合は、 回転速度の変更を開始してから電磁誘導加熱を停止させてしまうと、定着ベルトの温 度が低下し、モード変更後の定着温度まで復帰するのに時間が力かってしまう。そこ で、回転速度の変更を開始してからも、低出力の電力供給を行うことにより、過度な 温度低下を防いでいる。
[0131] 低下させた電力供給値は、例えば、温度 20°Cかつ湿度 50%の環境 (標準環境）に おいて、待機状態を続けた際に、スタンバイ温度を維持するのに必要な最低電力と する。この標準環境においてスタンバイ温度を維持するのに必要な最低電力値は、 3 OOWである。なお、第 1の回転速度と第 2の回転速度の設定値の比 (差)が、所定値 ( 例えば、 0.5)より大きい場合には、オーバーシュートが発生するおそれがないので、 回転速度を第 1の回転速度から第 2の回転速度に直接切替える。これにより、スムー ズに印字モードを移行することができる。
[0132] また、上記内容は、「定着装置の第 1のモードにおける第 1の回転速度 170mmZs から、それとは異なる第 2のモードにおける第 1の回転速度よりも低い第 2の回転速度 52.5mmZsに移行する際、発熱手段の出力を一旦低下させる」という実施例に本発 明を適用した例に相当する。
[0133] 図 8は、本実施の形態の定着装置の定着ベルトの温度曲線のシミュレーション結果 の一例を示す図である。図 8は、印字モード力 モノクロ印字モードからスタンノィモ ードへと切替られる例を示して 、る。 [0134] 図 8に示すように、回転速度の切替開始と同時に、電磁誘導加熱の供給電力値 (6 OOW)を、 1秒間だけ所定の低出力値（300W)に切替えている。これにより、定着べ ルトの過度な温度低下を少なくすることができる。また、回転速度の変更を開始した 後、供給電力値を通常の値に復帰させ、元の電磁誘導出力制御に戻した瞬間は、 オーバーシュートが発生するが、その程度も小さぐまもなく一定の出力に安定してい る。
[0135] 以上説明したように、本実施の形態の定着装置によれば、モード切替前後の加熱 手段の回転速度の比が所定の値よりも大きぐかつ、モード切替後の定着温度がモ ード切替前の定着温度よりも高!、場合にも、回転速度の切替時に加熱手段への供 給電力値を一時的に低下させるので、印字モードの変更時におけるオーバーシユー トを防止し、かつ定着ベルトの温度低下の増大を防止することができる。
[0136] (実施の形態 3)
次に、本発明の実施の形態 3に係る定着装置についての説明をする。以下の説明 では、実施の形態 1と同様の構成や動作を行う部分については説明を省略し、また 同様の機能を有する要素については同じ番号を付与する。実施の形態 3に係る定着 装置は、実施の形態 1の定着装置と同様の画像形成装置に適用される。
[0137] 図 9は、本発明の実施の形態 3に係る定着装置 400の構成を示す概略断面図であ る。定着装置 400は、ベルト構成ではなくローラ構成であるが、外部加熱電磁誘導加 熱方式を採用している。換言すれば、定着装置 400は、定着ローラ 210、発熱ローラ 220、及び定着ベルト 230を、これらの機能をすベて備えた一つの定着ローラ 410と した構成となっている。
[0138] 定着ローラ 410は、図 2の発熱ローラ 220と同様に発熱層を有している。そして、定 着ローラ 410の外周面と加圧ローラ 240の外周面とを接触させることにより、記録紙 P を挟持して搬送する-ップ部 Nが形成されている。また、この定着ローラ 410の外周 面のうち、 -ップ部 N力も離れた位置には、励磁コイル 253が定着ローラ 410に対向 配置されている。そして、励磁コイル 253を囲むようにして、アーチコア 254が配置さ れている。すなわち、定着ローラ 410の一部分を急速加熱し、定着ローラ 410を回転 させること〖こより、定着ローラ 410の外周面の全体を加熱する構成となっている。 [0139] 定着装置 400では、定着ローラ 410の一部を加熱する構成であり、温度検出器 27 0が加熱部分の下流に位置していることから、加熱とその温度検知との間にタイムラ グが生じる。したがって、定着ローラ 410の回転速度が急速に低下すると、定着ロー ラ 410上の一部だけが急速に加熱されてしま 、、異常高温が発生する恐れが生じる 。しかし、実施の形態 1及び実施の形態 2の制御を行うことにより、回転速度の変更時 に、オーバーシュートの発生を抑制することができる。すなわち、図 6及び図 8のよう に、オーバーシュートが抑制された温度曲線を得ることができる。
[0140] 以上説明したように、定着ローラ、発熱ローラ、及び定着ベルトの機能を一体ィ匕した ローラ構成の定着装置を使用した外部加熱式電磁誘導加熱方式の定着装置におい ても、印字モードの変更時におけるオーバーシュートを防止して、スムーズな印字モ ードの移行を行うことができる。
[0141] (実施の形態 4)
次に、本発明の実施の形態 4に係る定着装置についての説明をする。以下の説明 では、実施の形態 1と同様の構成や動作を行う部分については説明を省略し、また 同様の機能を有する要素については同じ番号を付与する。本実施の形態の定着装 置は、実施の形態 2の定着装置と同様の画像形成装置に適用され、その構成は図 2 と同様である。ただし、本実施の形態の定着装置では、回転速度制御部及び発熱量 制御部の機能が、実施の形態 1及び実施の形態 2の定着装置とは異なっている。
[0142] 本実施の形態の回転速度制御部 340は、モード切替部 310により、切替前後の印 字モードにおける回転速度がそれぞれ異なるような印字モードの切替が行われる場 合に、定着装置 200の回転速度を制御する。特に、回転速度制御部 340は、印字モ ードの切替前後の定着装置の加熱出力が以下の式（1)を満たす場合に、所定の低 速度回転制御を行う。低速度回転制御とは、回転速度変更の際に、印字モード切替 前の回転速度と印字モード切替後の回転速度との間の回転速度で、所定時間だけ 回転させる制御である。
[0143] (XX t) /Y≥30 …ひ）ただし、「X」は、印字モード切替前の平均消費電力（W) 力 印字モード切替後の平均消費電力 (W)を減算した値であり、「t」は、印字モード 切替後に定着ベルトが電磁誘導による加熱領域を通過するのに要する時間（秒)で あり、「Y」は、加熱部における熱容量 (JZK)である。
[0144] 本実施の形態の発熱量制御部 320は、回転速度制御部 340による低速度回転制 御が行われている間、つまり、モード切替前後の中間の回転速度で動作している間 だけ、加熱手段への電力供給を停止し、又は加熱手段への供給電力値を所定の低 電力値に変更する制御を行う。
[0145] 次に、上述のように構成された定着装置の動作について、図 10を用いて説明する
[0146] 図 10は、本発明の実施の形態 4に係る定着装置の印字モードの切替時における 動作の一例を示すフローチャートである。図 10の例では、モノクロ印字モードからスタ ンノ ィモードに印字モードを変更する制御を示す。モノクロ印字モードにおける回転 速度は 170mmZs、その際の平均消費電力は 700Wであり、スタンバイモードにお ける回転速度は 50mmZs、その際の平均消費電力は 400Wであるものとして説明 する。すなわち、上記の式（1)にぉぃて、X= 700 (W)—400 (W) = 300 (W)でぁる
[0147] 本実施の形態の定着装置では、発熱ローラ 220は、長さが 230mm、径が φ 20、 厚さが 0.1mmのステンレス製であり、その熱容量は、約 2JZKである。また、定着べ ノレト 230は、 150ミクロンのシリコーンゴムと、 30ミクロンの PF Aチューブと、 30ミクロン の導電層と、 70ミクロンのポリイミドとからなっており、電磁誘導による加熱領域のベ ルト長を約 50mmと考えると、その熱容量は、約 7JZKである。すなわち、上記の式（
1)にお 、て、 γ= 2 α/κ) + 7 α/κ) = 9 α/κ)である。また、電磁誘導による加熱 領域のベルト長が約 50mmなので、上記式（1)において、 t= l (秒）である。
[0148] まず、モノクロ印字モードにおける印字中に、モード切替部 310から発熱量制御部
320及び回転速度制御部 340に対して、印字モードをスタンバイモードに切替える 旨の通知がされる（S21)。
[0149] 次に、モノクロ印字の最終ページ力排紙センサを超えてモノクロ印字が完了すると（
S22)、回転速度制御部 340は、回転速度格納部 350を参照して、モノクロ印字モー ドの回転速度からスタンバイモードの回転速度への回転速度の切替を開始する（S 2
3)。 [0150] 印字モードの切替前後の定着装置の加熱出力が上記の式（1)を満たさない場合（ S 24 : NO)、定着装置 200の回転速度がスタンバイモードの回転速度に変更され、 印字モードの切替が完了する（S28)。
[0151] 一方、印字モードの切替前後の定着装置の加熱出力が上記の式（1)を満たす場 合（S24 : YES)、定着装置 200は、モノクロ印字モードの回転速度とスタンバイモー ドの回転速度との間の回転速度で動作し、その間、誘導加熱装置 250から加熱手段 への電力供給が停止される (S25)。
[0152] そして、所定時間経過後（S26)、誘導加熱装置 250からの電力供給が復帰すると ともに、定着装置 200の低速度回転制御が解除され、再びスタンバイモードの回転 速度に変更され始める（S27)。このようにして、印字モードの切替が完了する（S28)
[0153] このように、本実施の形態は、（XX t) ZY≥30を満たす場合に、大きなオーバー シュートを防止するために所定の低速度回転制御を行うことを特徴とする。この (X X t) ZYという式は、印字モード切替後の回転速度において印字モード切替前の電力 が投入された場合の上昇温度を意味している。実際の回転速度の変更時は、徐々 に回転速度が変わるため、印字モード切替後の回転速度において印字モード切替 前の電力が投入される時間は、厳密には上記の式（1)における tと同じではないが、 (X X t) ZYという式では、近似的にオーバーシュート量を捉えることが可能である。
[0154] また、本実施の形態の定着装置では、定着温度より 30°C高!ヽ温度を検知した場合 、高温異常エラーで動作を停止する設定となっている。したがって、正常動作を行う ためには、オーバーシュートは 30°C未満に抑えなければならない。そこで、（X X t) /Ύ≥ 30の場合は、所定の低速度回転制御を行うようにして!/ヽる。
[0155] 発熱部材の熱容量が大きぐ上記の式（1)において、 Y≥10 (JZK)であれば、（X
X t) ZYの値が小さくなりやすぐほとんどの場合、オーバーシュートも 30°C以下とな る。
[0156] また、印字モード切替前の回転速度と印字モード切替後の回転速度との差が小さ い場合にも、印字モード切替前の平均消費電力と印字モード切替後の平均消費電 力との差も小さくなり、（X X t) ZYの値が小さくなりやすぐオーバーシュートが小さく なる。
[0157] 以上まとめると、（XX t) ZYの値が 30以下であれば、回転速度変更時のオーバー シュートも 30°C以下であり、過大なオーバーシュートによる高温異常エラーも発生し ない。これは、本発明者らが、鋭意研究の結果想到した新しい知見である。
[0158] 図 10の例では、（XX t) ZY= (700—400) Z9 = 33.3となるので、定着装置 200 の低速度回転制御を行い、その間、誘導加熱装置 250からの電力供給を停止して、 オーバーシュートを抑制する必要がある。
[0159] すなわち、モノクロ印字モードからスタンバイモードに移行する場合、回転速度を 1 70mmZsから 50mmZsに低下させる力 直接回転速度を変更すると、 30°C以上の 大きなオーバーシュートが発生する。そこで、モノクロ印字モードからスタンバイモー ドに移行する場合、途中で定着装置 200の低速度回転制御を行うとともに、電磁誘 導加熱の出力を停止（図 6)、又は低下させることにより（図 8)、オーバーシュートを抑 えることが可能となる。
[0160] なお、図 11に示すように、モノクロ印字モードの回転速度である 170mmZsからス タンバイモードの回転速度である 50mmZsに移行する途中で、定着ベルトの回転速 度を、これらの回転速度の中間の回転速度である 50mmZsに所定時間維持するこ とのみによっても、オーバーシュートを抑制することができる。
[0161] このように、本実施の形態によれば、オーバーシュートの恐れがある場合に、所定 時間だけ定着装置を低速度回転制御し、その間、電磁誘導加熱の発熱量制御を行 うので、印字モード切替前後の回転速度差が大きい場合におけるオーバーシュート の抑制効果を増大することができる。
[0162] また、本実施の形態によれば、定着ローラ、発熱ローラ、及び定着ベルトからなる加 熱手段の回転速度と、これらの部材の材料力 導出されるパラメータ値から、低速度 回転制御、及び電磁誘導加熱の発熱量制御を行う条件を導出するので、定着装置 の設計を容易に行うことができる。
[0163] なお、上記各実施の形態では、切替後の印字モードがスタンバイモードである例に ついて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、普通紙印字モードからモ ノクロ印字モードへの印字モードの変更や普通紙印字モード力 厚紙印字モードへ の印字モードの変更などに本発明を適用することももちろん可能である。すなわち、 印字モード切替前後の回転数が異なるすべての場合について、本発明を適用するこ とができ、オーバーシュートの増大を抑制することができる。
[0164] (比較例 1)
次に、比較参考のために、実施の形態 1で説明した定着装置で、モード変更前後 の回転数が異なる場合において、定着装置の低速度回転制御、及び電磁誘導加熱 の出力制御を行わずに直接回転速度を切替えた場合の温度曲線のシミュレーション 結果を、比較例 1及び比較例 2として説明する。
[0165] 図 12は、比較例 1の定着装置の定着ベルトの温度曲線のシミュレーション結果の 一例を示す図である。図 12は、回転速度が 300mmZsの普通紙印字モードから回 転速度が 150mmZsのスタンバイモードに直接移行する例を示している。
[0166] 図 12より、印字モード移行の際、回転速度変更により、定着ベルトの温度が大きく オーバーシュートしており、スタンバイモードにおける目標温度との温度差は、約 20
°Cであった。
[0167] (比較例 2)
図 13は、比較例 2の定着装置の定着ベルトの温度曲線のシミュレーション結果の 一例を示す図である。図 13は、回転速度が 170mmZsのモノクロ印字モードから回 転速度が 52.5mm/sのスタンバイモードに直接移行する例を示している。
[0168] 図 13より、印字モード移行の際、回転速度変更により、定着ベルトの温度が大きく オーバーシュートしており、スタンバイモードにおける目標温度との温度差は、約 25
°Cであった。
[0169] その際、定着ベルトの温度は 200°C以上である力 さらに低温環境における温度補 正が加わった場合、 205°C以上となり、サーミスタのばらつきによっては高温エラーで 定着装置が異常停止することがあった。
[0170] 本願は、 2005年 3月 23日出願の特願 2005— 083101に基づく優先権を主張す る。当該出願明細書に記載された内容はすべて、本願明細書に援用される。
産業上の利用可能性
[0171] 本発明に係る定着装置は、印字モード移行時のオーバーシュートを低減して、印 字モード移行後にも好適な定着を行うことができる効果を有し、複写機、複合機、ファ クシミリ及びプリンタ等に使用する定着装置として有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と、
前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、
前記加熱手段の加熱出力を制御し、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する 第 1のモードから前記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ移行す るとき、前記第 1の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小 さ 、場合、前記加熱手段への電力供給を一旦停止させる発熱量制御手段と、 を有する定着装置。
[2] 熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と、
前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、
前記加熱手段の加熱出力を制御し、前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する 第 1のモードから前記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ移行す るとき、前記第 1の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小 さ 、場合、前記加熱手段への供給電力値を一旦所定の低電力値に変更させる発熱 量制御手段と、
を有する定着装置。
[3] 前記所定の値は、 0.5である、
請求項 1記載の定着装置。
[4] 前記所定の値は、 0.5である、
請求項 2記載の定着装置。
[5] 熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と、
前記加熱手段を加熱する発熱手段と、
前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、
前記加熱手段の回転速度に対応して設定される複数のモードを切替える切替手段 と、
前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモードから前記加熱手段が第 2 の回転速度で回転する第 2のモードへ切替えられるとき、前記第 1の回転速度に対 する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小さい場合には、前記発熱手段の 前記加熱手段への電力供給を一旦停止させ、前記第 1の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値以上の場合には、前記発熱手段の前記加熱手段へ の供給電力値を変更させないように、前記加熱手段の加熱出力を制御する発熱量 制御手段と、
を有する定着装置。
[6] 熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と、
前記加熱手段を加熱する発熱手段と、
前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、
前記加熱手段の回転速度に対応して設定される複数のモードを切替える切替手段 と、
前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモードから前記加熱手段が第 2 の回転速度で回転する第 2のモードへ切替えられるとき、前記第 1の回転速度に対 する前記第 2の回転速度の割合が所定の値よりも小さい場合には、前記発熱手段の 前記加熱手段への電力供給を一旦所定の低電力値に変更させ、前記第 1の回転速 度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値以上の場合には、前記発熱手段 の前記加熱手段への供給電力値を変更させないように、前記加熱手段の加熱出力 を制御する発熱量制御手段と、
を有する定着装置。
[7] 前記変更した供給電力値は、前記加熱手段が標準環境でスタンバイ温度を維持す るために必要な最低の電力値である、
請求項 6記載の定着装置。
[8] 前記発熱量制御手段は、
前記切替手段がモードを切替えてから所定の時間経過後に、前記加熱手段の加 熱出力の制御を通常の制御に復帰させる、
請求項 5記載の定着装置。
[9] 前記発熱量制御手段は、
前記切替手段がモードを切替えてから所定の時間経過後に、前記加熱手段の加 熱出力の制御を通常の制御に復帰させる、 請求項 6記載の定着装置。
[10] 前記発熱量制御手段は、
前記切替手段がモードを切替えてから前記加熱手段の回転速度が前記第 2の回 転速度に到達した後に、前記加熱手段の加熱出力の制御を通常の制御に復帰させ る、
請求項 5記載の定着装置。
[11] 前記発熱量制御手段は、
前記切替手段がモードを切替えてから前記加熱手段の回転速度が前記第 2の回 転速度に到達した後に、前記加熱手段の加熱出力の制御を通常の制御に復帰させ る、
請求項 6記載の定着装置
[12] 前記第 1のモードは、モノクロ普通紙の印字モードに対応し、
前記第 2のモードは、カラー普通紙の印字モードに対応する、
請求項 5記載の定着装置。
[13] 前記加熱手段は、
弾性層を有する定着ローラと、両端が回転可能に支持された発熱ローラと、少なくと も離型層を有し前記定着ローラと前記支持ローラとに懸架された定着ベルトとからな る加熱ベルトユニットである、
請求項 5記載の定着装置。
[14] 前記発熱手段は、電磁誘導加熱手段である、
請求項 5記載の定着装置。
[15] 熱により画像を記録紙に定着させる回転可能な加熱手段と、
前記加熱手段を加熱する電磁誘導加熱手段と、
前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧手段と、
前記加熱手段の回転速度に対応して設定される複数のモードを切替える切替手段 と、
前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモードから前記加熱手段が第 2 の回転速度で回転する第 2のモードへ切替えられるとき、前記加熱手段の回転速度 を制御する回転速度制御手段と、
前記加熱手段が第 1の回転速度で回転する第 1のモードから前記加熱手段が第 2 の回転速度で回転する第 2のモードへ切替えられるとき、前記加熱手段の加熱出力 を制御する発熱量制御手段と、を有し、
前記回転速度制御手段は、
前記第 1のモードにおける平均消費電力と前記第 2のモードにおける平均消費電 力との差を X(W)とし、前記加熱手段の熱容量を YCFZK)とし、前記第 2のモードに おいて前記加熱手段が前記電磁誘導加熱手段の加熱領域を通過するのに要する 時間を t (秒)としたときに、（X X t) ZY≥30を満たす場合、前記加熱手段に対して 低速度回転制御を行い、（X X t) ZY≥30を満たさない場合、前記加熱手段に対し て低速度回転制御を行わずに直接回転速度を変更する定着装置。
[16] 前記発熱量制御手段は、
前記低速度回転制御が行われて 、る間、前記電磁誘導加熱手段の出力を停止す る、
請求項 15記載の定着装置。
[17] 前記発熱量制御手段は、
前記低速度回転制御が行われて 、る間、前記電磁誘導加熱手段の出力を所定の 低出力に変更する、
請求項 15記載の定着装置。
[18] 前記低速度回転制御は、前記加熱手段を、前記第 1の回転速度と前記第 2の回転 速度との間の第 3の回転速度で所定時間回転させることにより行われる、
請求項 15記載の定着装置。
[19] 記録紙に画像を転写する画像転写手段と、
前記画像転写手段により記録紙に転写された画像を熱により画像を記録紙に定着 させる回転可能な加熱手段と、前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧 手段と、前記加熱手段の加熱出力を制御し、前記加熱手段が第 1の回転速度で回 転する第 1のモードから前記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ 移行するとき、前記第 1の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値 よりも小さい場合、前記加熱手段への電力供給を一旦停止させる発熱量制御手段と 、を有する定着装置と、
を有する画像形成装置。
記録紙に画像を転写する画像転写手段と、
前記画像転写手段により記録紙に転写された画像を熱により画像を記録紙に定着 させる回転可能な加熱手段と、前記加熱手段との間で記録紙を加圧搬送する加圧 手段と、前記加熱手段の加熱出力を制御し、前記加熱手段が第 1の回転速度で回 転する第 1のモードから前記加熱手段が第 2の回転速度で回転する第 2のモードへ 移行するとき、前記第 1の回転速度に対する前記第 2の回転速度の割合が所定の値 よりも小さい場合、前記加熱手段への供給電力値を一旦所定の低電力値に変更さ せる発熱量制御手段と、を有する定着装置と、
を有する画像形成装置。
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