JP5348301B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置の省電力化の効率化に関し、例えば電子写真方式を使用した複写機やプリンタ装置，ファクシミリ装置等の画像形成装置の省電力化の効率化に関する。

近年、環境問題が重要となり、複写機やプリンタ装置等の画像形成装置も省電力化が進んでいる。この画像形成装置の省電力化のためには、画像形成装置の非通紙時（例えば待機時）において定着装置の定着ローラや定着ベルト等の定着部材の温度を低下させることが有効である。ただし、非通紙時の定着部材の温度を低下させると、定着装置を使用するときには定着部材の温度を再び定着可能な一定温度まで昇温させなければならず、使用者はその昇温の間は待たなければならない。その結果として画像形成装置が使用可能状態となるまでに時間を要するため、画像形成装置の使い勝手は悪化する。

これを回避するために以下の２つの対策（１），（２）がある。
（１）補助電源装置（キャパシタ）から定着部材の加熱手段（キャパシタヒータ）へ電力を供給することで定着部材の加熱手段への電力供給を補助することにより定着部材の昇温時間を短縮することができる（例えば、特許文献１参照。）。
（２）速やかに定着部材の温度を上昇させる構成として定着部材（とくに定着ローラ）の肉厚を薄くする。

ところで、前記補助電源装置（キャパシタ）から定着部材の加熱手段への電力供給補助を定着部材の昇温時（立ち上げ時やオフモードからの復帰時）にではなく、通紙時に行うことで、電力をより有効活用する技術も提案されている。

しかしながら、ニップ部に複数のシートを連続して通過させて画像形成を行うひとまとまりの画像形成処理（連続通紙の印刷ジョブ）後のつぎの画像形成のときに１分間の通紙枚数（ｃｐｍ）ダウンとなる場合があり、問題となっていた。またとくに、最近のｃｐｍをアップした画像形成条件（例えば、ｃｐｍ８０枚／ｍｉｎ）で顕著であった。

特開２０００−３１５５６７号公報

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、一度の印刷要求で出力される複数のシートの最後のシートがニップ部を出た後のつぎの印刷ジョブでｃｐｍダウンすることなく適正に定着を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

発明者が前記問題の詳細を検証したところ、通紙時にキャパシタを利用していることと、薄肉定着ローラを使用していることで以下の問題が発生していることが判明した。
すなわち、図１に示すように多数枚のシートを連続通紙した場合、補助電源であるキャパシタの残電量は通紙開始直後から減っていく（図１（ｂ）のｂ〜ｃ点）。例えば、６０秒以上通紙が続いた場合、残電力量は殆どなくなり、放電を停止する。そして通紙終了後（ニップ部に複数のシートを連続して通過させて画像形成を行うひとまとまりの画像形成処理（連続通紙の印刷ジョブ）終了後）にキャパシタの充電は始まるが満充電にはある程度の時間を要する。ここで、放電可能電圧Ｖ４まで充電されていない時にキャパシタを放電しても電力が低く定着ローラ温度落ち込み補助にあまり効果がないために放電しないようにしている。ここで、キャパシタの充電電圧が放電可能電圧Ｖ４未満で充電電力が十分でない時（図１（ｂ）のｅ点）に印刷要求（つぎの印刷ジョブ）がきた場合（待機期間ＰＡが短い場合）、キャパシタ側の加熱手段による加熱がなく、かつ定着ローラの熱が加圧ローラに奪われるために通紙開始後の定着ローラの温度落ち込みが大きくなり（図１（ａ）のＡ点）、最悪の場合ｃｐｍダウンが入る恐れがあった。
発明者は定着ローラが薄肉であること、加圧ローラの熱容量が定着ローラよりも大きいこと、ｃｐｍが従来よりも大きくなっていることがこの問題に影響していることを見出し、これを改善すべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。

ここで、「待機時」とは、１つの印刷要求に対応して行われるひとまとまりの画像形成処理（定着装置においては該画像形成処理の際に行なわれるひとまとまりの定着処理）の終了から次の画像形成処理（定着処理）の開始までの間（待機期間ＰＡ）と、画像形成処理が全て終了してからオフモードへ移行するまでの間（待機期間ＰＢ）と、主電源をオンしてあるいはオフモードから復帰して定着部材が画像形成可能温度まで上昇（リロード）してから画像形成処理（定着処理）を開始するまでの間（画像形成可能となっている期間）（待機期間ＰＣ）とをいう。なお、ひとまとまりの画像形成処理とは、１つの印刷要求（コピーのスタートボタンが押された信号、パソコンなどからのプリント要求信号の入力）に対応して画像形成装置内で行なわれる一連の処理（印刷ジョブともいう）のことであり、１枚のシートに画像形成（出力）する場合と、複数枚のシートを連続通紙して画像形成（出力）する場合とがある。

また、「オフモード」とは、つぎの(ａ)または(ｂ)の動作が行われるまで、加熱手段への電力供給を停止している状態（次回の定着可能状態への復帰に備えて加熱手段への電力供給を停止している状態）をいう。
(ａ)ユーザが画像形成装置本体の電源スイッチ（主電源スイッチではない）を押してオンさせる。
(ｂ)画像形成開始信号等の外部信号が入力される。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 定着装置（定着装置１０，６０、図３，図４，図６，図１０，図１１，図１２，図１３，図１４）と蓄電装置（補助電源装置４ｂ）を備える画像形成装置において、前記定着装置は、回転する定着部材（定着ローラ１４，２４，３４，定着ベルト６１）と、前記定着部材に接触してニップ部を形成する加圧部材（加圧ローラ１５，加圧ベルト６２）と、前記定着部材を加熱する加熱手段（発熱体２ａ，２ｂ、電磁誘導方式加熱手段（図１０，図１１，図１２，図１３，図１４））と、を備え、前記画像形成装置は、一度の印刷要求で出力される複数のシートの最後のシートが前記ニップ部を出た後、前記加圧部材の温度が閾値温度未満の場合、前記蓄電装置の充電を開始し、外部電源（商用電源４ａ）の電力によって前記定着部材を加熱しながら前記定着部材と前記加圧部材を回転させ、前記蓄電装置の充電開始から該蓄電装置の充電電圧が所定の電圧を越えると、前記定着部材の回転を停止することを特徴とする画像形成装置（図２）。
〔２〕 前記最後のシートが前記ニップ部を出た後、前記加圧部材の温度が閾値温度以上の場合、前記画像形成装置は、前記定着部材と前記加圧部材の回転を停止し、前記蓄電装置の充電を行うことを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置（図９）。
〔３〕 前記所定の電圧は、前記蓄電装置の放電可能電圧であることを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成装置。
〔４〕 前記画像形成装置は、前記最後のシートが前記ニップ部を出た後、前記定着部材を加熱するときは、前記印刷要求で出力中の該定着部材の温度より高い温度に該定着部材の温度を制御することを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれか１つに記載の画像形成装置。
〔５〕 前記画像形成装置は、前記最後のシートが前記ニップ部を出た後、前記定着部材と前記加圧部材の回転を継続させながら前記蓄電装置の充電を開始することを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれか１つに記載の画像形成装置。
〔６〕 前記画像形成装置は、前記蓄電装置の電力を前記加熱手段以外の装置に供給することを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれか１つに記載の画像形成装置（間接給電方式（図１６））。
〔７〕 前記画像形成装置は、画像を読み取る読取装置（読取装置１３０）と自動原稿送り装置（ＡＤＦ１２０）とを備え、前記蓄電装置の電力を前記読取装置と自動原稿送り装置の少なくともいずれかに供給することを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれか１つに記載の画像形成装置（図２、図１６）。
〔８〕 前記加圧部材の熱容量は前記定着部材の熱容量より大きいことを特徴とする前記〔１〕〜〔７〕のいずれか１つに記載の画像形成装置。

本発明の効果として、請求項１の発明によれば、一度の印刷要求で出力される複数のシートの最後のシートが前記ニップ部を出た後の待機時に、前記外部電源から電力供給される加熱手段により加熱された定着部材の熱により加圧部材を暖めておくとともに、蓄電装置（キャパシタ）の充電を行うことにより、キャパシタ充電が十分でない場合の通紙において定着部材の温度落ち込みの抑制を図りｃｐｍダウンを防止しつつ、キャパシタからの電力供給を早めることができ、つぎの印刷ジョブに備えることができる。
つぎの印刷要求（印刷ジョブ）がきた場合でも、通紙開始によって定着部材の温度が大きく落ち込むことがなく、ｃｐｍダウンすることなく処理が可能となる態勢で、蓄電装置の充電を行うことができる。
請求項２，３の発明によれば、加圧部材の温度により、待機時の定着部材、加圧部材の回転を極力抑えることができ、各部材の寿命を延ばすことができる。
請求項４〜７の発明によれば、請求項１，３の発明において、電力の効率化を図りつつ、つぎの印刷ジョブに対応することができる。
請求項８，９の発明によれば、請求項１，３〜７の発明において、定着部材の温度の落ち込みを抑えつつ、電力の効率化を図りつつ、つぎの印刷ジョブに対応することができる。
請求項１１，１２の発明によれば、間接給電方式の画像形成装置においても、キャパシタ充電が十分でない場合の通紙において定着部材の温度落ち込みの抑制を図りｃｐｍダウンを防止しつつ、キャパシタからの電力供給を早めることができ、つぎの印刷ジョブに備えることができる。
請求項１３の発明によれば、より定着部材の温度落ち込みが顕在化する場合でも、キャパシタ充電が十分でない場合の通紙において定着部材の温度落ち込みの抑制を図りｃｐｍダウンを防止しつつ、キャパシタからの電力供給を早めることができ、つぎの印刷ジョブに備えることができる。

以下に、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の構成について説明する。
図２は、本発明に係る画像形成装置の構成例を示す断面図である。
画像形成装置１００は、セットされた読取対象の原稿を読取装置１３０に送る自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１２０と、ＡＤＦ１２０から送られてきた原稿を画像として読み取る読取装置１３０と、読取装置１３０で読み取られた画像データに基づいて画像を形成する画像形成部１４０と、を備える。また、画像形成部１４０は、本発明の根幹を成す定着装置１０を備える。
図２において、４１は回転体からなる像担持体の一例であるドラム形状の感光体を示す。この感光体４１の周りには、図中に矢印で示す向きの回転方向順に、帯電ローラからなる帯電装置４２と、露光手段の一部を構成するミラー４３と、現像ローラ４４ａを備えた現像装置４４と、記録材Ｐとしての用紙（シート）に現像画像を転写する転写装置４８と、感光体４１の周面に摺接するブレード４６ａを備えたクリーニング装置４６等が配置してある。感光体４１は、帯電装置４２と現像ローラ４４ａとの間で露光手段によりミラー４３を介して露光光Ｌｂで走査されて露光される。この感光体４１上の露光光Ｌｂが照射される位置を露光部１５０と言う。

転写装置４８は感光体４１の下面と対向させて設けてある。この感光体４１上の転写装置４８と対向する部位が転写部４７である。この転写部４７の用紙Ｐ搬送方向の上流側には、一対のレジストローラ４９が設けてある。図示しない給紙トレイに収納された記録材Ｐは給紙コロ１１０により給紙されて図示しない搬送ガイドによりレジストローラ４９に向けて搬送案内される。また、転写部４７より用紙Ｐ搬送方向の下流側には、本発明に係る定着装置１０が配置してあり、定着装置１０のニップ部出側の排紙経路に排紙センサ１１１を備える。該排紙センサ１１１は、印刷ジョブの最後のシートＰのニップ部の通過を検知して、検知信号を出力するようになっており、この検知信号により印刷終了を検出することができる。

この画像形成装置における画像形成は次のようにして行う。感光体４１が図示しない駆動部により回転駆動されて回転を始め、この回転中に感光体４１が暗中において帯電装置４２により均一に帯電され、露光手段によりミラー４３を介して露光光Ｌｂで露光部１５０が走査されることで、作成すべき画像に対応した潜像が感光体４１に形成される。この感光体４１上の潜像は、感光体４１の回転により現像装置４４に移動し、ここで現像装置４４により現像されてトナー像が形成される。

一方、給紙コロ１１０により給紙トレイ上の記録材としての用紙Ｐが給紙され、この用紙Ｐは図中に破線で示す搬送経路を経て一対のレジストローラ４９の位置で一旦停止し、感光体４１上のトナー像と転写部４７で合致するような送り出しのタイミングを待つ。そして、そのタイミングでレジストローラ４９が回転して用紙Ｐを送り出し、この用紙Ｐは転写部４７に向けて搬送される。感光体４１上のトナー像と用紙Ｐとが転写部４７で合致し、転写装置４８による電界によって感光体４１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

こうしてトナー像が転写されてこれを担持する用紙Ｐは、ついで定着装置１０に向けて送り出される。用紙Ｐ上のトナー像は定着装置１０を通過する間にその用紙Ｐ上に定着され、このトナー像が定着された用紙Ｐは図示しない排紙部へ排紙される。
一方、転写部４７で転写されずに感光体４１上に残った残留トナーは、感光体４１の回転と共にクリーニング装置４６に至り、クリーニング装置４６を通過する間に清掃されて次の画像形成に備える。

定着装置１０は、図３に示すように、それぞれが軸線（図３（ａ）の紙面に垂直な方向の軸線）で回転可能に支持された円筒形状の回転体である定着部材１４及び加圧部材１５を有する。定着部材１４としては例えば加熱部としての定着ローラ（以下、定着ローラ１４）で構成され、加圧部材１５は例えば加圧部材（以下、加圧ローラ１５）で構成される。定着ローラ１４内には発熱して定着ローラ１４を加熱する発熱体２が配置され、定着ローラ１４の外には定着ローラ１４の中央部の表面温度を検知する温度検知手段８ａと、端部の表面温度を検知する温度検知手段８ｂとが配置されている。また、加圧ローラ１５の外には加圧ローラ１５の表面温度を検知するサーミスタなどの温度検知手段８ｃが配置されている。

主電源装置９は、主電源４ａ（図４参照）からの電力により画像形成装置１００各部の各種ユニットへ給電を行う。主電源装置９は、外部電源である商用電源４ａのコンセント（例えば、１００Ｖ、１５Ａ）に電源線のプラグ５１を挿入して接続することで、商用電源４ａから電力が供給される。発熱体２は、図３に示すようにＡＣヒータからなる発熱体（主発熱ヒータ）２ａ、ＤＣヒータからなる発熱体（補助発熱ヒータ（キャパシタヒータ））２ｂ（補助ヒータともいう）を有し、例えばハロゲンヒータが用いられる。また、主発熱ヒータ２ａは、主に定着ローラ１４の幅方向における中央部を加熱する主発熱ヒータ２ａ１（中央加熱ヒータともいう）と、定着ローラ１４の端部を加熱する主発熱ヒータ２ａ２（端部加熱ヒータともいう）とからなる。
ただし、補助ヒータ２ｂは定着ローラ１４の幅方向で発熱分布が調整された（配光調整された）ものでもよい。例えば、定着ローラ１４の中央部における発熱分布が端部より大きくなるように配光調整されたヒータや、定着ローラ１４の端部における発熱分布が中央部より大きくなるように配光調整されたヒータでもよい。

なお、中央加熱ヒータ２ａ１の定格電力と端部加熱ヒータ２ａ２の定着電力と補助ヒータ２ｂとの定格電力の合計は、画像形成装置が消費する交流電源の最大消費電力の８０％以上となるような定格電力のヒータを用いることが好ましい。外部電源（商用電源４ａ）の電力（日本の場合は１００Ｖ１５Aの１５００Ｗ）の場合、画像形成装置が消費する交流電源の最大消費電力が１５００Ｗとなるため、各ヒータの定格電力の合計は１２００Ｗ以上になる。また、中央加熱ヒータ２ａ１の定格電力と端部加熱ヒータ２ａ２の定着電力と補助ヒータ２ｂとの定格電力の合計が、画像形成装置が消費する交流電源の最大消費電力以上となるような定格電力のヒータを用いることが好ましい。この場合、各ヒータの定格電力の合計は１５００Ｗ以上になる。

定着ローラ１４のローラ基体は、例えばアルミニウムや鉄等の金属製であることが、耐久性や加圧による変形等の点から望ましい。このときのローラ基体の肉厚は、装置立ち上げ時に定着ローラ１４が急速に加熱され、短時間で所定の温度となるために薄肉とされており、５ｍｍ未満が好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。例えば、０．７ｍｍにする。また、定着ローラ１４の表面にはトナーとの固着を防ぐための離型層を形成していることが望ましく、定着ローラ１４の内面にはハロゲンヒータである発熱体２の放射熱を効率よく吸収するための黒化処理をしていることが望ましい。

加圧ローラ１５は、芯金にゴム等の弾性層が形成されてなるもので、定着ローラ１４よりも熱容量が大きくなっている。この加圧ローラ１５が定着ローラ１４と圧接してニップ部を形成し、このニップ部に未定着画像を形成した紙等の記録材Ｐを通紙することで熱と圧力によりトナー像を記録材Ｐ上に定着させる。また、加圧ローラ１５として発泡層を有する加圧ローラを用いて加圧ローラ１５と定着ローラ１４との間にニップ部を形成してもよい。

図４は、本発明の定着装置１０の加熱システムに関する回路構成を示す。本実施形態では、図４に示すように、定着ローラ１４を加熱するための発熱体２（２ａ、２ｂ）と、商用電源４ａから蓄電装置である補助電源４ｂへ給電可能な充電装置５を有する。充電装置５は、商用電源４ａからの電力の電圧調整やＡＣ／ＤＣ変換を行い、補助電源装置４ｂへＡＣ／ＤＣ変換後のＤＣ電力を供給して補助電源装置４ｂを充電する。また、主電源スイッチ６は発熱体２ａへの通電を制御する制御手段としての第１の制御部により制御される。この第１の制御部は、本画像形成装置の電源スイッチのオン、オフに関係なく主電源装置９から給電され、本画像形成装置の各部を制御する主制御部からのモード信号や、温度検知手段８ａ，８ｂからの温度検知信号などに基づいて定着ローラ１４の表面温度が定着可能な設定温度になるように主電源スイッチ６を制御する。

第２の制御部３は、本画像形成装置の電源スイッチのオン、オフに関係なく主電源装置９から給電され、上記主制御部からのモード信号、温度検知手段８ａ，８ｂからの温度検知信号、補助電源装置４ｂの電力量（電圧）を検出する電力量検出手段の出力値などに基づいて、補助電源装置４ｂから発熱体２ｂへの通電を制御する。充放電切替え装置７は、上記主制御部からのモード信号、温度検知手段８ａ，８ｂからの温度検知信号、上記電力量検出手段の出力値などに基づいて補助電源装置４ｂを充電装置５側と発熱体２ｂ側へ切換接続する。充放電切替え装置７が補助電源装置４ｂを充電装置５側に接続したときには、商用電源４ａからの電力は充電装置５により電圧調整やＡＣ／ＤＣ変換が行われて補助電源装置４ｂへ供給されることにより補助電源装置４ｂが充電される。

充放電切替装置７が補助電源装置４ｂを発熱体２ｂ側に接続したときには、補助電源装置４ｂから第２の制御部３を介して発熱体２ｂへ電力が供給される。主電源スイッチ６がオンの時には商用電源４ａから発熱体２ａへ電力が供給される。補助電源装置４ｂとしては、充放電可能な電気二重層コンデンサ（電気二重層キャパシタ）が挙げられる。

図５（ｄ）は補助電源装置４ｂである電気二重層コンデンサを発熱体２ｂに接続したときの放電特性を示す。図５（ｄ）の縦軸Ｖは電気二重層コンデンサの電圧（残電圧）を示し、図５（ｄ）の横軸は時間Ｔｉｍｅを示す。電気二重層コンデンサは、その特性から、放電初期には電圧が高く、放電時間とともに電圧が減少していく（図５（ｄ）のｂ〜ｃ点）。つまり、電気二重層コンデンサは、放電初期には大電力を供給できるが、放電末期には供給電力が低下するという特性を有する。なお、放電停止電圧Ｖ３とは、放電の過程で電気二重層コンデンサの残電量がほとんどなくなり、ほとんど放電しなくなる電圧であり、補助電源装置４ｂとしての放電を停止する電圧である。また、放電可能電圧Ｖ４とは、放電開始の段階で定着ローラ１４を加熱するパワーがある電圧と定着ローラ１４を加熱するまでのパワーがない電圧との境界の電圧であり、放電可能電圧Ｖ４以上であれば放電を開始し、未満であれば放電しない電圧である。
なお、図５（ｄ）のｄ点（印刷終了時）は、印刷の最後のシートが排紙センサ１１１を通り抜けることにより検知され、排紙センサ１１１の検知信号の出力に基づき補助電源装置４ｂの充電が開始される。

本実施形態では、通紙時（図５のｂ点以降）には商用電源４ａから電力が供給される発熱体２ａによる定着ローラ１４の加熱（図５（ｃ））を発熱体２ｂ（補助電源装置４ｂから電力が供給される発熱体）による定着ローラ１４の加熱（図５（ｄ））で補助し、定着ローラ１４の温度維持を図る（図５（ａ））。なお、定着ローラ１４に代えて無端ベルト状の定着ベルトと該定着ベルトを加熱する前記発熱体２ａ，２ｂを有する加熱ローラとを組み合わせたものとしてもよい。

また、図５で１つの印刷要求に対応するひとまとまりの画像形成処理（印刷ジョブ）として複数枚のシートを連続通紙して画像形成する場合を示しており、該１つの印刷要求に伴う印刷ジョブ（図５（ｄ）のｂ〜ｄ点）の期間中に補助電源装置４ｂは放電により放電停止電圧Ｖ３まで残電圧が低下し（図５（ｄ）のｃ点）、それ以降補助電源装置４ｂから発熱体２ｂへの電力供給は停止して発熱体２ｂが消灯している（図５（ｄ）のｃ〜ｄ点）。

前記印刷ジョブが終了した後（図５（ｄ）のｄ点以降）、画像形成装置１００は待機状態となる（前記待機期間ＰＡまたはＰＢ）。この待機時に従来の定着装置ではつぎの待機動作となり、つぎの印刷要求がきた場合に備える状態（つぎの処理の前段階状態）となっていた。
・定着ローラ１４；回転駆動停止（したがって、加圧ローラ１５も停止）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オン（定着ローラ１４を所定の温度（例え
ば１９０℃）に保温）
・補助電源装置４ｂ；充電

印刷ジョブ終了直後（図５（ｄ）のｄ点）の補助電源装置４ｂの残電量は放電停止電圧Ｖ３であり、この状態から充電が開始される。ここで、充電中の補助電源装置４ｂの残電量が未だ放電可能電圧Ｖ４に達していない状態のときに、つぎの印刷要求（印刷ジョブ）がきた場合、図１に示すような問題が発生した。すなわち、図１（ｂ）のｅ点で印刷要求がきたとすると、商用電源４ａから発熱体２ａに電力供給して定着ローラ１４を加熱して定着目標温度とした後に定着ローラ１４の回転駆動を開始して通紙を開始するが、ｄ〜ｅ点の間に加圧ローラ１５の温度は低下していて、熱容量の大きな加圧ローラ１５の冷めた部分が定着ローラ１４と接触して定着ローラ１４の温度が大きく落ち込み、定着に必要な温度を割り込んでしまった（図１（ａ）のＡ部分）。これは、補助電源装置４ｂからの電力供給がされず発熱体２ｂの加熱が行なわれないからである。

そこで、本発明では、前記待機期間ＰＡ，ＰＢ（印刷ジョブの終了から次の印刷ジョブの開始までの間）、及び印刷ジョブが全て終了してからオフモードへ移行するまでの間の待機時に、以下のような加熱システム及び定着ローラ・加圧ローラ駆動の制御の工夫を行い、この問題の解決を図った。

本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態について説明する。本実施形態では、画像形成装置１００は、一度の印刷要求で出力される複数のシートの最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の充電を開始し、外部電源（商用電源４ａ）の電力によって定着部材（定着ローラ１４）を加熱しながら前記定着部材と加圧部材（加圧ローラ１５）を回転させるものである。例えば、連続通紙の印刷ジョブ終了後の待機時に、外部電源（商用電源４ａ）からの供給電力により加熱システムが発熱体２ａで定着ローラ１４を加熱するとともに、該定着ローラ１４を回転駆動して加圧ローラ１５を連れ回しする待機動作を行うものである。すなわち、前記待機時に画像形成装置１００ではつぎの待機動作とする。
・定着ローラ１４；回転駆動（したがって、加圧ローラ１５も連れ回り回転）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オン（定着ローラ１４を所定の温度（待機
制御温度、例えば１９０℃）に保温）
・補助電源装置４ｂ；充電（放電せず）

ここで、「一度の印刷要求で出力される複数のシートの最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後」とは、排紙センサ１１１が印刷ジョブの最後のシートの通過を検知した後のことである。また、待機動作では、定着ローラ１４の熱を加圧ローラ１５に伝えるために回転させているため、加圧ローラ１５は定着ローラ１４の連れ回しに限定されるものではなく、定着ローラ１４と加圧ローラ１５が接触して回転すればよい（以降の実施の形態において同じ）。

図６にその場合のローラ温度の変化を示す。なお、図６のｄ点までは、図５と同じである。
ｄ点以降（前回の印刷ジョブの印刷ラスト紙が定着出口センサを抜けた時点以降）、発熱体２ａで加熱されている定着ローラ１４を回転駆動させるため、連れ回りする加圧ローラ１５は接触する定着ローラ１４から熱をもらい、温度低下することがなく、逆に徐々に温度上昇する傾向を示す。また、定着ローラ１４は加圧ローラ１５により熱を奪われるが、発熱体２ａで加熱されているため、ある一定の温度（待機制御温度）以上に維持される。この待機制御温度を通紙動作中の定着ローラ１４の温度より高い温度に制御すると、効率的に加圧ローラ１５に定着ローラ１４の熱を伝えることができる。またこのとき、補助電源装置４ｂについては少なくとも放電は行なわない。

なお、前記待機時の前に実行された連続通紙の印刷ジョブにより多少でも補助電源装置４ｂの残電量が減少している場合に、本発明を適用すればよいが、とくに連続通紙する印刷ジョブにより補助電源装置４ｂの残電量が大きく減少していて、充電によっても放電可能電圧Ｖ４未満であるときに適用することが好適である。例えば、連続通紙の印刷ジョブ終了時の蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の充電電圧が放電可能電圧Ｖ４以下であるときに、前記待機動作を行うようにするとよい。

また、定着ローラ１４の回転駆動は、温度検知手段８ｃにより検知される加圧ローラ１５の温度が、通紙を開始したとしても定着ローラ１４の温度落ち込みが少なくなる温度Ｔ１（仮に８０℃、図６のＣ点）に達するまで行なうとよい。そして、その後（図６のｅ点以降）、前述した通常の待機動作とする。

以上の待機動作によれば、つぎの印刷要求（印刷ジョブ）がきた場合、補助電源装置４ｂの残電量が未だ放電可能電圧Ｖ４に達していない状態のときであっても、通紙開始によって定着ローラ１４の温度が大きく落ち込むことがなく、ｃｐｍダウンすることなく処理が可能となる。

つぎに本発明に係る定着装置の第２の実施の形態について説明する。本実施形態では、前記最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、補助電源装置４ｂの残電圧が放電可能電圧Ｖ４以下である場合、画像形成装置１００は、補助電源装置４ｂの充電を開始し、商用電源４ａの電力によって定着ローラ１４を加熱しながら定着ローラ１４と加圧ローラ１５を回転させるものである。すなわち、前記待機時に画像形成装置１００ではつぎの待機動作とする。
・定着ローラ１４；回転駆動（したがって、加圧ローラ１５も連れ回り回転）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オン（定着ローラ１４を所定の温度（待機
制御温度、例えば１９０℃）に保温）
・補助電源装置４ｂ；充電

図７にその場合のローラ温度及び補助電源装置の残電量の変化を示す。なお、図７（ａ）のローラ温度の変化は図６のものと同じである。
ｄ点以降（前回の印刷ジョブの印刷ラスト紙が定着出口センサを抜けた時点以降）、発熱体２ａで加熱されている定着ローラ１４を回転駆動させるため、連れ回りする加圧ローラ１５は接触する定着ローラ１４から熱をもらい、温度低下することがなく、逆に徐々に温度上昇する傾向を示す。また、定着ローラ１４は加圧ローラ１５により熱を奪われるが、発熱体２ａで加熱されているため、ある一定の温度（待機制御温度）以上に維持される。この待機制御温度を通紙動作中の定着ローラ１４の温度より高い温度に制御すると、効率的に加圧ローラ１５に定着ローラ１４の熱を伝えることができる。定着ローラ１４の回転駆動に関しては、例えば前回の印刷ジョブの印刷ラスト紙が定着出口センサを抜けた時点で補助電源装置４ｂの残電量（キャパシタ電圧）を確認し放電可能電圧Ｖ４（仮に２８ｖ）以下であった場合に前回印刷ジョブで回転駆動中の定着ローラ１４の回転を止めずにそのまま回転し続けるとよい。

この時、補助電源装置４ｂの充電を同時に行なう（図７（ｂ）のｄ点以降）。定着ローラの回転時間は、補助電源装置４ｂを充電する場合には放電可能電圧Ｖ４以上となるに十分な充電時間、例えばその上限時間として１５秒を設定しておき、この時間中回転させとよい。あるいは、充電電圧が放電可能電圧Ｖ４到達した時点で定着ローラ１４の回転を止め充電は続ける。もしくは、温度検知手段８ｃにより検知される加圧ローラ１５の温度が、通紙を開始したとしても定着ローラ１４の温度落ち込みが少なくなる温度Ｔ１（仮に８０℃、図７（ａ）のＣ点）に達するまで行なうとよい。そして、その後（図７のｅ点以降）、前述した通常の待機動作とする。

以上の待機動作によれば、つぎの印刷要求（印刷ジョブ）がきた場合でも、通紙開始によって定着ローラ１４の温度が大きく落ち込むことがなく、ｃｐｍダウンすることなく処理が可能となる態勢で、補助電源装置４ｂの充電を行うことができる。

なお、前記最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、補助電源装置４ｂの残電圧が放電可能電圧Ｖ４を越える場合、画像形成装置１００は、定着ローラ１４と加圧ローラ１５の回転を停止し、補助電源装置４ｂの充電を開始するとよい。
このように、連続通紙の印刷ジョブ終了時に蓄電装置（キャパシタ）の充電電圧をみて放電可能電圧Ｖ４以下の場合は、待機時に前記外部電源から電力供給される加熱手段により加熱された定着部材を回転させ加圧部材の温度を上げることにより、キャパシタ電力不足時（つぎの印刷ジョブの際）の印刷に対して定着部材の温度落ち込みを抑制し、ｃｐｍダウンを防止することができる。定着部材が薄肉の場合、温度落込みが大きいので、本来待機時の都度回転させればよいが、そうすると定着部材、加圧部材の寿命に影響があるので、キャパシタ充電の少ない時に限定することにより寿命に対する問題は回避しつつ、連続通紙後の通紙などの場合に対しての温度落込みを防ぐことができる。
また、連続通紙の印刷ジョブ終了時に蓄電装置（キャパシタ）の充電電圧をみて放電可能電圧Ｖ４を超える場合は、通常の待機動作でつぎの印刷ジョブに対応することができる。

つぎに本発明に係る定着装置の第３の実施の形態について説明する。本実施形態では、前記最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、加熱システムは、発熱体２ａ，２ｂに電力供給せずに定着ローラ１４の加熱を行わずに蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の急速充電を行うものである。すなわち、前記待機時に画像形成装置１００ではつぎの待機動作とする。
・定着ローラ１４；回転駆動停止（したがって、加圧ローラ１５も停止）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オフ
・補助電源装置４ｂ；急速充電

図８に、補助電源装置の残電量の変化を示す。
まず、図８（ａ）のｄ点以降（前回の印刷ジョブの印刷ラスト紙が定着出口センサを抜けた時点以降）、補助電源装置４ｂの残電量が放電可能電圧Ｖ４以下の場合、商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給がオフとなるようにして、発熱体２ａを消灯する。
商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給をオフとする方法としては、強制的に電力供給を停止するか、定着ローラ１４の制御温度を通常の設定温度から補助電源装置４ｂの充電中に定着ローラ１４の温度が下回らない温度まで引き下げて設定することを行なう。ここで、定着ローラ１４の制御温度とは、温度検知手段８ａ，８ｂが検知した温度がその制御温度となるように発熱体２ａで定着ローラ１４を加熱制御する設定温度であり、検知温度がこの制御温度を下回ると商用電源４ａから発熱体２ａに電力供給され、制御温度を以上となると電力供給を停止するようになっている。ここでは、例えば通常の待機制御温度（１９０℃）から急速充電時制御温度（１７０℃）に下げる。

これにより、発熱体２ａの電力消費がなくなるので、その余剰電力分を補助電源装置４ｂの充電電力に回すことができる。したがって、図８（ｂ）に示すように、通常の充電電力（例えば１００Ｗ）に余剰電力（１００Ｗ）を加えた充電電力（２００Ｗ）によって補助電源装置４ｂの急速充電が可能となり、当該動作の時間短縮が図れる。

つぎに本発明に係る定着装置の第４の実施の形態について説明する。本実施形態では、画像形成装置１００において、前記最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、加圧ローラ１５の検知温度に基づいて、以下の待機動作（ａ），（ｂ）のいずれかが選択されて実行される。

・待機動作（ａ）；外部電源（商用電源４ａ）からの供給電力により加熱システムが定着ローラ１４を加熱するとともに蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の充電を行い、該定着ローラ１４を回転駆動して加圧ローラ１５を連れ回しすること。
・定着ローラ１４；回転駆動（したがって、加圧ローラ１５も連れ回り回転）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オン（定着ローラ１４を所定の温度（待機
制御温度、例えば１９０℃）に保温）
・補助電源装置４ｂ；充電

・待機動作（ｂ）；加熱システムは、発熱体２ａ，２ｂに電力供給せずに定着ローラ１４の加熱を行わず蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の急速充電を行うこと。
・定着ローラ１４；回転駆動停止（したがって、加圧ローラ１５も停止）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オフ
・補助電源装置４ｂ；急速充電

本実施形態では、連続通紙の印刷ジョブ終了時に、温度検知手段８ｃにより検知される加圧ローラ１５の温度が通紙を開始したとしても定着ローラ１４の温度落ち込みが少なくなる温度Ｔ１未満であれば、前記待機動作（ａ）を実行し、温度Ｔ１以上であれば前記待機動作（ｂ）を実行するように、動作切り替えを行う。

図９は、本実施形態におけるローラ温度の変化例を示している。この場合、連続通紙（時間８０ｓ）の印刷ジョブ終了時に加圧ローラ１５の温度が温度Ｔ１以上であるため、発熱体２ａに電力供給せずに補助電源装置４ｂの急速充電を行う待機動作（ｂ）が実行される。

以上の待機動作によれば、つぎの印刷要求（印刷ジョブ）がきた場合でも、通紙開始によって定着ローラ１４の温度が大きく落ち込むことがなく、ｃｐｍダウンすることなく処理が可能となる態勢で、補助電源装置４ｂの充電を行うことができる。また、加圧ローラ１５の温度により、待機時の定着ローラ１４、加圧ローラ１５の回転を極力抑えることができ、ローラ寿命を延ばすことができる。

なお、以上の実施形態においては、定着ローラ１４の加熱システムにハロゲンヒータなどの発熱体を用いる場合を示したが、これに限定されるものではなく、以下に示すような電磁誘導方式による加熱手段としてもよい。

（電磁誘導方式加熱手段１）
図１０に、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態における定着装置とその周辺回路の構成を示す。この実施形態では、上記実施形態において、図３の発熱体２の代わりに電磁誘導加熱手段を用いている。図１０（ａ）に示す、本実施形態における定着装置１０は、離型層の下層に発熱層としてＮｉ薄層を有する薄肉定着ローラ１４を有し、この定着ローラ１４内に電磁誘導加熱手段として、主電源装置（商用電源４ａ）用の発熱部材としての誘導加熱コイル１２ａ、補助電源装置４ｂ用の発熱部材としての誘導加熱コイル１２ｂが配置されている。また、定着装置１０は、誘導加熱コイル１２ａ，１２ｂに交番電流（高周波電流）を流すインバータ回路１６ａ,１６ｂと、商用電源４ａからの交流電圧を整流する整流回路１７ａと、補助電源装置４ｂからの電圧を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１７ｂを有する。

商用電源４ａからの交流電圧は整流回路１７ａによって整流されてインバータ回路１６ａで高周波に変換される。そして、誘導加熱コイル１２ａはインバータ回路１６ａから高周波電流が供給されて磁束を発生し、この磁束により渦電流が定着ローラ１４の発熱層に流れて定着ローラ１４の表皮抵抗によりジュール熱に変換されることで定着ローラ１４が加熱される。

補助電源装置４ｂは、電気二重層キャパシタと、商用電源４ａからの電力により電気二重層キャパシタの充電を行う充電器とにより構成される。補助電源装置４ｂの直流出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７ｂにより変圧された後、インバータ回路１６ｂで高周波電流に変換されて誘導加熱コイル１２ｂに流され、この誘導加熱コイル１２ｂで発生した磁束により渦電流が定着ローラ１４の発熱層に流れて定着ローラ１４の表皮抵抗によりジュール熱に変換されることで定着ローラ１４が加熱される。記録紙Ｐが定着ローラ１４と加圧ローラ１５との間を通過し、この記録紙Ｐは上記ジュール熱により発熱した定着ローラ１４と加圧ローラ１５とによる加熱及び加圧によってトナーが溶けて融着する。

この実施形態の定着装置において、前述した実施形態と同様に電力調整手段であるＤＣ／ＤＣコンバータ１７ｂが制御されて、立上げ，通紙，待機時に応じて補助電源装置４ｂから誘導加熱コイル１２ｂに適正な供給電力を投入することができる。

あるいは、補助電源装置４ｂの電力を商用電源４ａの電力と重畳させて誘導加熱コイル１２ａに供給することで、定着ローラ１４の加熱を行うようにしてもよい。その場合の回路構成を図１０（ｂ）に示す。補助電源装置４ｂの直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１７ｂを介して、商用電源４ａ側の整流回路１７ａの出力に重畳させて高周波インバータ１６ａに投入するようになっており、該インバータ回路１６ａで高周波電流に変換し、これを誘導加熱コイル１２ａに流して定着ローラ１４を加熱する。誘導加熱コイルを１つとしているので、図１０（ａ）の構成で発生する誘導加熱コイル１２ａ，１２ｂの高周波電流の周波数差による干渉音や相互誘導の問題がなくなり、簡単な構成の加熱システムを提供することができる。
これらのような構成の定着装置であっても、前述した本発明に係る画像形成装置の第１〜４の実施の形態を適用することが可能である。

（電磁誘導方式加熱手段２）
図１１，図１２に、本発明の画像形成装置１００における定着装置１０に、電磁誘導による誘導方式の外部加熱手段を備えた構成例を示す。
定着装置１０は、定着ローラ２４と、この定着ローラ２４との間で定着ニップ部を形成する加圧回転体としての加圧ローラ１５と、電磁誘導による誘導方式の外部加熱手段５２を有している。
外部加熱手段５２は、コイル保持体５４と、コイル保持体５４に巻回された導線からなるコイル５６を有している。コイル保持体５４は図示しない装置側板に支持されている。外部加熱手段５２は、定着ローラ２４の周方向に約７０ｍｍの長さを有し、定着ローラ２４の軸方向のほぼ全体に亘って延びている。
また、定着ローラ２４の表面温度を検知する温度検知手段としてのサーモパイル３５と、加圧ローラ１５の表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ３６と、サーモパイル３５、サーミスタ３６の検知情報に基づいてコイル５６への電力供給を制御する制御手段４０を有している。制御手段４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータを意味する。

本実施形態における定着ローラ２４は、外径が５０ｍｍで、芯材としてのスリーブ状の芯金２４ａと、該芯金２４ａの上にローラの径方向外側（中心から外周に向かう方向）に向かって順に、断熱層２４ｂ、発熱層２４ｃ、弾性層２４ｄ、離型層２４ｅを有している。芯金２４ａはローラのたわみを防ぐものであり、肉厚２〜３ｍｍのアルミニウムや鉄などの金属でできていることが強度及び耐熱性の点から望ましい。内部に熱源を持たないため熱伝導性は関係なく、樹脂あるいはガラスやセラミック系であってもかまわない。また、肉厚も荷重などの構成により適宜変更可能であり、２〜３ｍｍに限定されるものではない。

断熱層２４ｂは、発熱層２４ｃから芯金２４ａへの熱の移動を抑制するための層であり、ＪＩＳ Ａ硬度５〜５０の発泡シリコーンゴムで厚さ４ｍｍに形成されている。断熱層２４ｂの材料としては、発泡シリコーンゴム以外のものでもよく、例えば同じく耐熱エラストマー系材料としてフッ素ゴムでもよい。
発熱層２４ｃは、厚さが０．０５〜０．５ｍｍの金属層として形成されている。誘導発熱するための発熱層２４ｃは、非磁性の金属でもよいが、ステンレスのうちでもＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４１０などの磁性ステンレス、鉄やニッケル、及びこれらを主成分とする合金等の強磁性体であることが望ましい
弾性層２４ｄは、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱性のあるエラストマーから形成されており、厚さは０．２５ｍｍである。この弾性層２４ｄは、用紙Ｐやトナー画像の凹凸に追従できる柔軟性を得る観点から設けられている。弾性層２４ｄは発熱層２４ｃの上に存在するので、発熱層２４ｃの熱を表面へ伝えやすい方が望ましく、かかる観点から、熱伝導率を高めるために、金属など各種フィラーを混入させた構成でもよい。弾性層２４ｄの厚さの範囲は、０．２ｍｍ〜２ｍｍである。これは、１０μｍ以下であるトナー粒径や１０μｍ前後の太さである紙繊維等による画像表面の凹凸に追従することにより、定着ローラ２４からトナーに受け渡す伝熱量のバラツキによる光沢ムラを抑え、高品質の定着画質を得るためである。１００μｍ以上であることがより望ましい。硬度はＪＩＳＡ硬度３０度以下が望ましい。
離型層２４ｅは、定着ローラ２４の表面にオイルを塗布しなくても離型性を確保できるようにするために設けられており、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂、あるいは離型性を有するシリコーン系樹脂やゴムにより厚みが１０〜８０μｍの層に形成される。シリコーンゴムよりも摩耗しにくく傷の付き難いＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂で形成すれば、定着ローラ２４の耐久性も高めることができる。

加圧回転体としての加圧ローラ１５は、図３に示すものと同じであり、図示しない付勢手段により定着ローラ２４に圧接されている。
図１０において、定着ローラ２４は、加圧ローラ１５の表面硬度より軟らかい構成になっている。このため図に示すように定着ニップ部は、加圧ローラ１５が定着ローラ２４へ入り込んで弾性層２４ｄ及び断熱層２４ｂが変形する形態となっている。これにより、用紙Ｐは定着ニップ部ＳＮで定着ローラ２４に対して凸となるように曲げられ、定着後の定着ローラ２４からの分離性が向上する。なお、前記ＳＮは図１０においては加圧ローラにより定着ローラが凹んでいる部分を指している。
定着ローラ２４は、不図示のモータ及び伝達ギアにより駆動され、加圧ローラ１５を従動で回転させている。

本加熱方式は、外部加熱手段５２が備えるコイル５６を誘導加熱用インバータ回路５０で高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、定着ローラ２４の発熱層２４ｃに渦電流が流れるようにして定着ローラ２４の温度を上昇させているものである。例えば、コイル５６に約２０〜６０ｋＨｚの高周波電流を流すことにより、定着ローラ２４の発熱層２４ｃに渦電流が生じ、これによるジュール熱で発熱層２４ｃが昇温する。そして、この誘導発熱により、定着ローラ２４の表面温度をトナーが溶融する温度まで上昇させることができる。本誘導加熱方式により、定着ローラ２４の表層近くの発熱層２４ｃを直接加熱でき、立ち上がり時間の短縮が可能となる。

ここで、誘導加熱用インバータ回路５０は、例えばコイル５６とコンデンサとが並列に接続された並列共振回路を有しており、該並列共振回路に商用電源４ａからの交流を整流した直流電流が供給されるようになっている。また、誘導加熱用インバータ回路５０は、スイッチング素子を有しており、該スイッチング素子を高周波駆動することで並列共振回路に高周波電流を供給する形式のものとすればよい。本実施形態では、商用電源４ａからの交流を整流した直流電流に、補助電源装置４ｂからの直流電流を付加することができるようになっている。これにより、装置立ち上げ時や前記待機時（印刷ジョブを行うとき以外のとき）には商用電源４ａからの電力供給のみで外部加熱手段５２を駆動して、定着ローラ２４を加熱し、印刷ジョブを行うときには商用電源４ａからの電力に補助電源装置４ｂからの電力を重畳させて電力供給することにより外部加熱手段５２を駆動して定着ローラ２４を加熱する。
このような構成の定着装置であっても、前述した本発明に係る画像形成装置の第１〜４の実施の形態を適用することが可能である。

（電磁誘導方式加熱手段３）
図１１の電磁誘導方式の外部加熱手段に代えて、定着ローラの内部に電磁誘導方式の加熱手段を設けてもよい。図１３に、本発明の画像形成装置１００における定着装置１０に、電磁誘導による誘導方式の内部加熱手段を備えた構成例を示す。
定着装置１０は、発熱層を有する薄肉の定着ローラ３４と、この定着ローラ３４との間で定着ニップ部を形成する加圧回転体としての加圧ローラ１５と、定着ローラ３４の円筒内部に配置され、誘導コイル２２、磁性コア２１、磁束遮蔽板２３からなる電磁誘導方式の内部加熱手段を有している。また、誘導コイル２２には、前述した電磁誘導方式加熱手段２と同様の構成で、誘導加熱用インバータ回路５０、商用電源４ａ、補助電源装置４ｂが接続されている。

この構成により、内部加熱手段が備える誘導コイル２２を誘導加熱用インバータ回路５０で高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、定着ローラ３４の発熱層に渦電流が流れるようにして定着ローラ３４の温度を上昇させることができる。また、商用電源４ａからの交流を整流した直流電流に、補助電源装置４ｂからの直流電流を付加することができるようになっており、これにより、装置立ち上げ時や前記待機時（印刷ジョブを行うとき以外のとき）には商用電源４ａからの電力供給のみで内部加熱手段を駆動して、定着ローラ３４を加熱し、印刷ジョブを行うときには商用電源４ａからの電力に補助電源装置４ｂからの電力を重畳させて電力供給することにより内部加熱手段を駆動して定着ローラ３４を加熱する。なお、磁束遮蔽板２３は導電材料からなり誘導コイル２２に発生した磁束を遮蔽する機能を有しており、定着ローラ３４の幅方向の所定領域（非通紙部領域）であって誘導コイル２２／磁性コア２１と定着ローラ３４との間に磁束遮蔽板２３を挿入することによって、定着ローラ３４の非通紙部領域の昇温を抑えることが可能である。
このような構成の定着装置であっても、前述した本発明に係る画像形成装置の第１〜４の実施の形態を適用することが可能である。

（電磁誘導方式加熱手段４）
図１４は、電磁誘導方式加熱手段を用いた定着ベルト方式の本発明に係る画像形成装置における定着装置の構成図である。
定着装置６０は、シートＰ上のトナー画像を加熱する定着ベルト６１と、定着ベルト６１よりも内側に配置されて定着ベルト６１の長手方向の温度分布差を低減させるヒートパイプ６５とを備える。そして、ヒートパイプ６５の長手方向の端部に間隙を隔てて設けられ、ヒートパイプ６５の長手方向の端部を覆うようにカバーするフランジを備える。

定着装置６０は、高温に維持されてシートＰのトナー像転写面に接触する定着ベルト６１と、シートＰの裏面に接触して定着ベルト６１との間でシートＰを加圧する加圧ベルト６２とを備えている。定着ベルト６１と加圧ベルト６２とは圧接／離間が可能に組み立てられており、シートＰの通過時には圧接状態で連動循環しているが、シートＰの待機中は離間されて、それぞれ個別に循環している。

本実施例の加熱手段は、磁束発生手段としてのコイルユニット７８と、コイルユニット７８からの磁束により誘導発熱する発熱部材としての定着ベルト６１を有する。更に、この定着ベルト６１に巻かれ、この定着ベルト６１を所定の張力にて張架する懸架部材としての定着ローラ６３及び定着テンションローラ６４を有している。

コイルユニット７８は、通電されることで磁束を発生する励磁コイル、発生した磁束を集める磁性体コア、励磁コイル及び磁性体コアを支持するホルダー等からなる。

定着ベルト６１は、定着ベルト６１を回転駆動する定着ローラ６３と、懸架および熱源のための懸架部材としての定着テンションローラ６４とに張架されたエンドレスベルトである。

定着ベルト６１は、厚み７５μｍのニッケルを基層とし、基層の外周には３００μｍの弾性層が設けられている。弾性層の材料としては、シリコーンゴムを用い、硬度はＪＩＳ−Ａ２０度、熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。定着ベルト６１と加圧ベルト６２のニップの出口では、弾性層が変形することによって、シートＰをベルトから良好に分離して、定着ベルト６１へのシートＰの巻きつきが防止されている。弾性層の外周には、表面離型層としてフッ素樹脂層（例えばＰＦＡやＰＴＦＥ）が３０μｍの厚みで設けられている。

加圧ベルト６２は、厚み７５μｍのＮｉを基層とし、基層の外周には３００μｍの弾性層が設けられている。加圧ベルト６２の弾性層の表面には、離型層としてフッ素樹脂層（ＰＦＡ）を３０μｍの厚みで設けている。

定着テンションローラ６４は、鉄製の中空ローラ６４ａの内部に、熱移動手段としてのヒートパイプ６５を１本挿入してある。ヒートパイプ６５のパイプ材料は銅であり、内部には熱媒体として少量の純水が封入されている。また、定着テンションローラ６４は、その回転軸の両端を不図示のバネで外側に向かって付勢して組み立てられており、定着ベルト６１に張力を与えるテンションローラとしての機能も有している。

定着ローラ６３は、不図示の駆動機構（モータおよび駆動ギア列）によって回転駆動される。定着ローラ６３は、鉄系合金の芯金６３ｂの表面に、弾性層としてのシリコーンゴム層６３ａが設けられた弾性ローラである。定着ローラ６３にシリコーンゴム層６３ａを設けることによって、定着ベルト６１との間に摩擦伝達力が生じているので、定着ローラ６３の回転に追従して定着ベルト６１の回転を良好に行える。

また、加圧ローラ６７を定着ローラ６３へ押し付けて、柔軟なシリコーンゴム層６３ａを変形させることにより、定着ベルト６１からのシートの分離性を確保したニップ出口が形成される。加圧ローラ６７は、外形２３ｍｍ、内径２０ｍｍの鉄系合金のローラであり、中心軸上にハロゲンヒータ６８を配置して、ハロゲンヒータ６８の外側を回転する。

定着ベルト６１に沿って、定着ローラ６３よりも上流側に配置された定着パッド６６は、定着ベルト６１を内側から押して、加圧ベルト６２に接触加圧させる。定着パッド６６は、ＳＵＳ引き抜き材による剛体を心金として、その表面を摺動シートで被覆することにより、定着ベルト６１と擦れる際の摺動抵抗を小さくしている。摺動シートは、ガラス繊維製の不織布をフッ素樹脂でコーティングしたシート材料である。

加圧ベルト６２は、加圧ローラ６７と加圧テンションローラ７０とによって張架されている。加圧テンションローラ７０は、外径が２０ｍｍで、内径が１６ｍｍである鉄合金製である。

弾性体の加圧パッド７１は、加圧ベルト６２の内側で、加圧ローラ６７より上流側に配置されて、加圧ベルト６２に所定の循環経路を形成して加圧ベルト６２を定着ベルト６１に向けて加圧する。

定着パッド６６および加圧パッド７１によって形成される定着ニップは、搬送方向におよそ１８ｍｍ程度に広がり、シートＰに対して短時間で所定の定着エネルギーを供給することにより、画像形成の高速化に寄与する。

定着ローラ６３および加圧ローラ６７は、不図示の駆動モータにより駆動力を与えられ、定着動作時には、所定の周速２１０ｍｍ／ｓで回転する。定着ローラ６３と加圧ローラ６７とには周速差が付与されおり、その差は、定着ローラ６３の２１０ｍｍ／ｓに対し、加圧ローラ６７はそのプラス３％である。

本実施形態では、シートＰに接触して定着に関与する部材として、定着側、加圧側共に薄いエンドレスベルトを採用したことで、従来よりも高温保持を要する部分の低熱容量化が達成されている。その結果、ウォームアップ時間（カラー電子写真プリンタ１００の電源オン時から定着可能な状態となるまでに要する時間）の短縮化に寄与している。

このように構成された定着装置６０では、定着ベルト６１が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、定着ベルト６１と加圧ベルト６２との定着ニップに、未定着トナー像を有するシートＰが搬送される。シートＰは、未定着トナー像を担持した面を、定着ベルト６１側に向けて導入される。そして、シートＰの未定着トナー像が定着ベルト６１の外周面に密着したまま挟持搬送されていくことにより、主に定着ベルト６１から熱が付与され、また、加圧力を受けて、未定着トナー像がシートＰの表面に定着される。

コイルユニット７８には、前述した電磁誘導方式加熱手段２と同様の構成で、誘導加熱用インバータ回路５０、商用電源４ａ、補助電源装置４ｂが接続されている。この構成により、コイルユニット７８が備える誘導コイルを誘導加熱用インバータ回路５０で高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、定着ベルト６１のＮｉ基層に渦電流が流れるようにして定着ベルト６１の温度を上昇させることができる。また、商用電源４ａからの交流を整流した直流電流に、補助電源装置４ｂからの直流電流を付加することができるようになっており、これにより、装置立ち上げ時や前記待機時（印刷ジョブを行うとき以外のとき）には商用電源４ａからの電力供給のみでコイルユニット７８を駆動して、定着ベルト６１を加熱し、印刷ジョブを行うときには商用電源４ａからの電力に補助電源装置４ｂからの電力を重畳させて電力供給することによりコイルユニット７８を駆動して定着ベルト６１を加熱する。
このような構成の定着装置であっても、前述した本発明に係る画像形成装置の第１〜４の実施の形態を適用することが可能である。

また、これまでの本発明では、ニップ部にシートを通過させて定着を行う時に、補助電源装置４ｂの電力を加熱手段に供給する直接給電方式の場合を示した。すなわち、図１５に示すように、通紙の際に商用電源４ａの電力の一部を発熱体２ａに供給し、残りを画像形成装置における駆動系（モータ）、スキャナ（読取光源）などのシステム系１０１に供給するとともに、補助電源装置４ｂの電力を発熱体２ｂに供給する構成である。
本発明はこの直接給電方式に限定されるものではなく、例えば、ニップ部にシートを通過させて定着を行う時に、補助電源装置４ｂの電力を定着装置の他の装置駆動の電力（例えば、ローラ駆動系の電力）として供給し、その分だけ余剰が生じた外部電源（商用電源４ａ）の電力を加熱手段に供給するようにしてもよい。あるいは、画像形成装置全体としてみた場合に、ニップ部にシートを通過させて画像形成を行う時に、補助電源装置４ｂの電力を定着装置以外の装置駆動の電力（例えば、図２における自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１２０、読取装置１３０の駆動電力）として供給し、その分だけ余剰が生じた外部電源
（商用電源４ａ）の電力を加熱手段に供給するようにしてもよい。
これらの場合の定着装置でも、前述した本発明に係る画像形成装置の第１〜４の実施の形態を適用することが可能である。

すなわち、前述した本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態に対応する発明は、図２の構成の画像形成装置において、図１６（ａ）に示すように、補助電源装置４ｂの電力が駆動系（モータ）、スキャナ（読取光源）などのシステム系１０１に供給される間接給電方式の構成となっている。すなわち、本実施形態の画像形成装置は、定着ローラ１４、該定着ローラ１４に対して回転自在に圧接し未定着トナーをシート上に定着させるニップ部を形成する加圧ローラ１５、前記定着ローラ１４を加熱する加熱手段（発熱体２ａ）を有する定着装置１０と、補助電源装置４ｂと、を備え、ニップ部にシートを通過させて画像形成を行う時に補助電源装置４ｂの電力を前記ヒータ以外の装置（システム系１０１）の動力として使用し、外部電源（商用電源４ａ）における該補助電源装置４ｂの供給電力分の余剰電力を外部電源からの通常の供給電力に加えて発熱体２ａに供給する構成（図１６（ｂ））とした場合に、画像形成装置１００は、一度の印刷要求で出力される複数のシートの最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の放電を行なわず、外部電源（商用電源４ａ）の電力によって定着部材（定着ローラ１４）を加熱しながら前記定着部材と加圧部材（加圧ローラ１５）を回転させる待機動作を行うものである。すなわち、前記待機時に定着装置１０及び補助電源装置４ｂではつぎの待機動作とする。
・定着ローラ１４；回転駆動（したがって、加圧ローラ１５も連れ回り回転）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オン（定着ローラ１４を所定の温度（待機制御温度、例えば１９０℃）に保温）
・補助電源装置４ｂ；放電せず

ここで、前記待機時のうち、前記連続通紙の印刷ジョブ終了時の蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の充電電圧が放電可能電圧Ｖ４以下であるときに、前記待機動作を行うことが好ましい（図７）。
なお、発熱体２ｂは、商用電源４ａから電力供給されるサブヒータとして使用してもよいし、省略してもよい。

また、前述した本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態に対応する発明は、図２の構成の画像形成装置において、図１６（ａ）に示すように、補助電源装置４ｂの電力が駆動系（モータ）、スキャナ（読取光源）などのシステム系１０１に供給される間接給電方式の構成となっている。すなわち、本実施形態の画像形成装置は、定着ローラ１４、該定着ローラ１４に対して回転自在に圧接し未定着トナーをシート上に定着させるニップ部を形成する加圧ローラ１５、前記定着ローラ１４を加熱する加熱手段（発熱体２ａ）を有する定着装置１０と、補助電源装置４ｂと、を備え、ニップ部にシートを通過させて画像形成を行う時に補助電源装置４ｂの電力を前記ヒータ以外の装置（システム系１０１）の動力として使用し、外部電源（商用電源４ａ）における該補助電源装置４ｂの供給電力分の余剰電力を外部電源からの通常の供給電力に加えて発熱体２ａに供給する構成（図１６（ｂ））とした場合に、画像形成装置１００は、一度の印刷要求で出力される複数のシートの最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の充電を開始し、外部電源（商用電源４ａ）の電力によって定着部材（定着ローラ１４）を加熱しながら前記定着部材と加圧部材（加圧ローラ１５）を回転させる待機動作を行うものである。すなわち、前記待機時に定着装置１０及び補助電源装置４ｂではつぎの待機動作とする。
・定着ローラ１４；回転駆動（したがって、加圧ローラ１５も連れ回り回転）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オン（定着ローラ１４を所定の温度（待機
制御温度、例えば１９０℃）に保温）
・補助電源装置４ｂ；充電

また、前述した本発明に係る画像形成装置の第３の実施の形態に対応する発明は、図２の構成の画像形成装置において、図１６（ａ）に示すように、補助電源装置４ｂの電力が駆動系（モータ）、スキャナ（読取光源）などのシステム系１０１に供給される間接給電方式の構成となっている。すなわち、本実施形態の画像形成装置は、定着ローラ１４、該定着ローラ１４に対して回転自在に圧接し未定着トナーをシート上に定着させるニップ部を形成する加圧ローラ１５、前記定着ローラ１４を加熱する加熱手段（発熱体２ａ）を有する定着装置１０と、補助電源装置４ｂと、を備え、ニップ部にシートを通過させて画像形成を行う時に補助電源装置４ｂの電力を前記ヒータ以外の装置（システム系１０１）の動力として使用し、外部電源（商用電源４ａ）における該補助電源装置４ｂの供給電力分の余剰電力を外部電源からの通常の供給電力に加えて発熱体２ａに供給する構成（図１６（ｂ））とした場合に、前記最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、加熱システムは、発熱体２ａに電力供給せずに定着ローラ１４の加熱を行わずに蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の急速充電を行うものである。すなわち、前記待機時に定着装置１０及び補助電源装置４ｂではつぎの待機動作とする。
・定着ローラ１４；回転駆動停止（したがって、加圧ローラ１５も停止）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オフ
・補助電源装置４ｂ；急速充電

また、前述した本発明に係る画像形成装置の第４の実施の形態に対応する発明は、図２の構成の画像形成装置において、図１６（ａ）に示すように、補助電源装置４ｂの電力が駆動系（モータ）、スキャナ（読取光源）などのシステム系１０１に供給される間接給電方式の構成となっている。すなわち、本実施形態の画像形成装置は、定着ローラ１４、該定着ローラ１４に対して回転自在に圧接し未定着トナーをシート上に定着させるニップ部を形成する加圧ローラ１５、前記定着ローラ１４を加熱する加熱手段（発熱体２ａ）を有する定着装置１０と、補助電源装置４ｂと、を備え、ニップ部にシートを通過させて画像形成を行う時に補助電源装置４ｂの電力を前記ヒータ以外の装置（システム系１０１）の動力として使用し、外部電源（商用電源４ａ）における該補助電源装置４ｂの供給電力分の余剰電力を外部電源からの通常の供給電力に加えて発熱体２ａに供給する構成（図１６（ｂ））とした場合に、前記最後のシートが定着装置１０のニップ部を出た後、加圧ローラ１５の検知温度に基づいて、以下の待機動作（ｃ），（ｄ）のいずれかが選択されて実行されるものである。

・待機動作（ｃ）；外部電源（商用電源４ａ）からの供給電力により加熱システムが定着ローラ１４を加熱するとともに蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の充電を行い、該定着ローラ１４を回転駆動して加圧ローラ１５を連れ回しすること。
・定着ローラ１４；回転駆動（したがって、加圧ローラ１５も連れ回り回転）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オン（定着ローラ１４を所定の温度（待機
制御温度、例えば１９０℃）に保温）
・補助電源装置４ｂ；充電

・待機動作（ｄ）；加熱システムは、発熱体２ａに電力供給せずに定着ローラ１４の加熱
を行わず蓄電装置（補助電源装置４ｂ）の急速充電を行うこと。
・定着ローラ１４；回転駆動停止（したがって、加圧ローラ１５も停止）
・商用電源４ａから発熱体２ａへの電力供給；オフ
・補助電源装置４ｂ；急速充電

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

従来の定着装置において連続通紙した場合のローラ温度及び補助電源の残電量の変化を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る定着装置の構成を示す概略図である。 本発明に係る定着装置における加熱システムの回路図である。 本発明に係る定着装置において連続通紙した場合のローラ温度、加熱手段への供給電力、主電源の放出電力及び補助電源の残電量の変化を示す図である。 本発明に係る定着装置の第１の実施形態におけるローラ温度の変化を示す図である。 本発明に係る定着装置の第２の実施形態におけるローラ温度及び補助電源の残電量の変化を示す図である。 本発明に係る定着装置の第３の実施形態における補助電源の残電量の変化を示す図である。 本発明に係る定着装置の第４の実施形態におけるローラ温度の変化例を示す図である。 電磁誘導方式加熱手段１を採用した本発明の定着装置における加熱システムの回路図である。 電磁誘導方式加熱手段２を採用した本発明の定着装置の構成を示す断面図である。 電磁誘導方式加熱手段２を採用した本発明の定着装置の構成を示す斜視図である。 電磁誘導方式加熱手段３を採用した本発明の定着装置の構成を示す断面図である。 電磁誘導方式加熱手段４を採用した本発明の定着装置の構成を示す断面図である。 直接給電方式の本発明に係る画像形成装置における電力供給の構成を示す断面図である。 間接給電方式の本発明に係る画像形成装置における電力供給の構成を示す断面図である。

２，２ａ，２ｂ，２ａ１，２ａ２ 発熱体
３ 第２の制御部
４ａ 商用電源（主電源）
４ｂ 補助電源装置
５ 充電装置
６ 主電源スイッチ
７ 充放電切替え装置
８，８ａ，８ｂ，８ｃ 温度検知手段
９ 主電源装置
１０，６０ 定着装置
１２ａ，１２ｂ 誘導加熱コイル
１６ａ，１６ｂ 高周波インバータ
１７ａ 整流回路
１７ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４，２４，３４ 定着ローラ
１５ 加圧ローラ
２１ 磁性コア
２２ 誘導コイル
２３ 磁束遮蔽板
２４ａ 芯金
２４ｂ 断熱層
２４ｃ 発熱層
２４ｄ 弾性層
２４ｅ 離型層
３５ サーモパイル
３６ サーミスタ
４０ 制御手段
４１ 感光体
４２ 帯電装置
４３ ミラー
４４ 現像装置
４４ａ 現像ローラ
４６ クリーニング装置
４６ａ ブレード
４７ 転写部
４８ 転写装置
４９ レジストローラ
５０ 誘導加熱用インバータ回路
５１ プラグ
５２ 外部加熱手段
５４ コイル保持体
５６ コイル
６１ 定着ベルト
６２ 加圧ベルト
６３ 定着ローラ
６３ａ シリコーンゴム層
６３ｂ 芯金
６４ 定着テンションローラ
６４ａ 中空ローラ
６５ ヒートパイプ
６６ 定着パッド
６７ 加圧ローラ
６８ ハロゲンヒータ
７０ 加圧テンションローラ
７１ 加圧パッド
７７ 加圧クロスメンバ
７８ コイルユニット（磁束発生手段）
１００ 画像形成装置
１０１ システム系
１１０ 給紙コロ
１１１ 排紙センサ
１２０ ＡＤＦ（自動原稿送り装置）
１３０ 読取装置
１４０ 画像形成部
１５０ 露光部
Ｌｂ 露光光
Ｐ シート（記録材）

Claims (8)

1. 定着装置と蓄電装置を備える画像形成装置において、
   前記定着装置は、
   回転する定着部材と、
   前記定着部材に接触してニップ部を形成する加圧部材と、
   前記定着部材を加熱する加熱手段と、を備え、
   前記画像形成装置は、
   一度の印刷要求で出力される複数のシートの最後のシートが前記ニップ部を出た後、前記加圧部材の温度が閾値温度未満の場合、
   前記蓄電装置の充電を開始し、
   外部電源の電力によって前記定着部材を加熱しながら前記定着部材と前記加圧部材を回転させ、
   前記蓄電装置の充電開始から該蓄電装置の充電電圧が所定の電圧を越えると、
   前記定着部材の回転を停止することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記最後のシートが前記ニップ部を出た後、前記加圧部材の温度が閾値温度以上の場合、
   前記画像形成装置は、
   前記定着部材と前記加圧部材の回転を停止し、
   前記蓄電装置の充電を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記所定の電圧は、前記蓄電装置の放電可能電圧であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は、
   前記最後のシートが前記ニップ部を出た後、
   前記定着部材を加熱するときは、前記印刷要求で出力中の該定着部材の温度より高い温度に該定着部材の温度を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置は、
   前記最後のシートが前記ニップ部を出た後、
   前記定着部材と前記加圧部材の回転を継続させながら前記蓄電装置の充電を開始することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置は、
   前記蓄電装置の電力を前記加熱手段以外の装置に供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成装置は、
   画像を読み取る読取装置と自動原稿送り装置とを備え、
   前記蓄電装置の電力を前記読取装置と自動原稿送り装置の少なくともいずれかに供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
8. 前記加圧部材の熱容量は前記定着部材の熱容量より大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置。