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JP2004279538A - Fixing device and method of increasing temperature of heating device - Google Patents

Fixing device and method of increasing temperature of heating device Download PDF

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JP2004279538A
JP2004279538A JP2003068002A JP2003068002A JP2004279538A JP 2004279538 A JP2004279538 A JP 2004279538A JP 2003068002 A JP2003068002 A JP 2003068002A JP 2003068002 A JP2003068002 A JP 2003068002A JP 2004279538 A JP2004279538 A JP 2004279538A
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temperature
coil
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power
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JP2003068002A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Takagi
修 高木
Satoshi Kinouchi
聡 木野内
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Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Toshiba Tec Corp
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Publication date
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Abstract

【目的】電磁誘導を利用した加熱装置において、コイルを流れる電流の大きさを抑止し、加熱装置およびその加熱装置が組み込まれる定着装置ならびに昇温機構の大きさを低減する。
【解決手段】この発明の定着装置１は、磁束により発熱する被加熱体２と、被加熱体に所定の圧力な提供可能な加圧機構３とを含む。被加熱体のコイル１１ａ，１１ｂは、小断面導体を、入力すべき電流量が通過することを許容可能な本数撚ったリッツ線により形成されている。各コイルには、第１の共振周波数ｆ１の電力、第２の共振周波数ｆ２の電力および第３の共振周波数ｆ１２のいずれかが供給される。
【選択図】 図４In a heating device utilizing electromagnetic induction, the magnitude of a current flowing through a coil is suppressed, and the size of a heating device, a fixing device in which the heating device is incorporated, and a temperature raising mechanism are reduced.
A fixing device (1) according to the present invention includes a heated body (2) that generates heat by a magnetic flux, and a pressing mechanism (3) that can provide a predetermined pressure to the heated body. Each of the coils 11a and 11b of the object to be heated is formed of a twisted litz wire that allows a small amount of current to pass through the small-section conductor. Each coil, the first resonant frequency f 1 of the power, or a second resonant frequency f 2 of the power and the third resonant frequency f 12 is supplied.
[Selection diagram] Fig. 4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、誘導加熱を利用した加熱装置、特に、可視化剤として熱溶融性のトナーを用いる電子写真方式の複写装置やプリンタ装置等に利用可能なトナーを定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いた複写装置に組み込まれる定着装置は、被転写媒体上に形成されたトナーを加熱して溶融させ、被転写媒体にトナーを固着する。
【０００３】
定着装置に利用可能なトナーを加熱する方法としては、フィラメントランプを点灯させて得られる放射熱を用いる方法やフラッシュランプを用いるフラッシュ定着方式等が広く知られている。なお、近年、電磁誘導による金属の発熱を利用した誘導加熱装置を用いた定着装置も実用化されている。
【０００４】
また、多くの場合、内部にヒータをセットした熱（定着）ローラと、熱ローラの外周の一点で熱ローラに対して所定の圧力で押し付けられる加圧ローラとが用いられる。この構造によれば、熱ローラの熱を効率よくトナーに供給可能であるばかりか、溶融したトナーを被転写媒体に固着させるための圧力を被転写媒体とトナーに、容易に提供できることが広く知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
誘導加熱方式の加熱装置は、熱源にフィラメントランプを用いる方式に比べ、熱ローラの表面の温度を定着可能温度まで昇温するために要求される時間が短いことから、今日、広く利用されている。
【０００６】
ところで、誘導加熱方式の加熱装置を用いた多くの定着装置では、熱ローラを昇温させるために熱ローラに渦電流を生じさせる誘導コイルに所定の電力を供給する駆動回路を低コストとする目的で、例えば準Ｅ級と呼ばれる汎用回路が利用されている。
【０００７】
しかしながら、準Ｅ級の汎用回路を用いる場合、誘導コイルを含むインバータ回路のインピーダンスに起因して、誘導コイルに数十アンペアの電流が流れる。このことは、誘導コイルに用いられる電線の断面積を増大させる問題がある。
【０００８】
また、断面積の大きな電線を用いなければならないことに起因して誘導コイルの大きさが増大されるので、誘導コイルから発生される磁束の利用効率を高めるために、誘導コイルを熱ローラの内部に配置しようとすると、熱ローラの外径が増大される問題がある。
【０００９】
なお、インバータ回路すなわち誘導コイルを流れる電流の大きさに起因して、非通電状態から誘導コイルに電流が供給された時点や、誘導コイルに供給されている電流が遮断された時点で、周囲に配置されている照明器具、特に蛍光灯等の放電灯から放射される光の光量が変化するフリッカが発生する問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、電磁誘導を利用した定着装置において、回路を流れる電流の大きさの変化すなわち電圧変動を抑止し、しかも定着装置の大きさを低減することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、中空円筒状または無端ベルト状であって、円筒状である場合はその周面およびベルト状である場合にはベルト面が所定の速度で移動可能に形成され、熱溶融性の物質および上記熱溶融性の物質を保持している基材に、所定の熱を供給可能な加熱対象物と、前記加熱対象物との間に上記熱溶融性物質および上記基材を介在させた状態で前記加熱対象物に所定の圧力を提供可能に配置され、前記加熱対象物の上記周面および上記ベルト面が所定の速度で移動されることにより前記加熱対象物の上記周面および上記ベルト面に追従して移動可能な、圧力提供機構と、前記加熱対象物に対して所定の位置関係で配置され、第１の周波数または第２の周波数、もしくは第１および第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数の電流が供給されることで、前記加熱対象物が所定量の熱を出力するために必要な所定の電力または磁束を発生可能な加熱機構と、前記加熱対象物の所定の位置の温度を検知する温度検知機構と、前記温度検知機構が検知した前記加熱対象物の所定の位置の温度に基づいて、前記加熱機構が出力する上記電力または磁束の周波数を、上記第１ないし第３のいずれかの周波数に設定する設定機構と、を有することを特徴とする定着装置を提供するものである。
【００１２】
またこの発明は、電磁誘導により誘導電流が生じる材質により形成された円筒状もしくはベルト状の加熱対象部材と、この加熱対象部材に所定の圧力を提供可能に配置され、前記加熱対象部材との間を通過される媒体に所定の圧力を提供する加圧部材と、所定の周波数の電力に共振して最大出力を出力可能で、前記加熱対象部材に誘導電流を生じさせるための任意の周波数の電力が供給される第１のコイル体と、所定の周波数の電力に共振して最大出力を出力可能で、前記第１のコイル体ならびに前記加熱対象部材のそれぞれに対して所定の位置関係に配置され、前記加熱対象部材に誘導電流を生じさせるための任意の周波数の電力が供給される第２のコイル体と、前記第１のコイル体からの誘導電流により前記加熱対象部材が発熱する第１の位置の近傍に設けられ、前記加熱対象部材の第１の位置での温度を検知する第１の温度検知機構と、前記第２のコイル体からの誘導電流により前記加熱対象部材が発熱する第２の位置の近傍に設けられ、前記加熱対象部材の第２の位置での温度を検知する第２の温度検知機構と、前記第１の温度検知機構により検知された前記加熱対象部材の第１の位置の温度と前記第２の温度検知機構により検知された前記加熱対象部材の第２の位置の温度とを比較して、両者の温度差を出力する温度差検知機構と、この温度差検知機構が出力する温度差の値が所定の値になるように、前記第１のコイル体および前記第２のコイル体のそれぞれに、前記所定の周波数の電力が供給されるタイミングを切り換える駆動制御機構と、前記第１のコイル体および前記第２のコイル体の少なくとも一方に第１および第２の周波数もしくは第１および第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数のいずれかの周波数の駆動出力を供給可能な駆動回路と、を有することを特徴とする定着装置を提供するものである。
【００１３】
さらにこの発明は、電磁誘導により誘導電流が生じる材質により形成された円筒状もしくはベルト状の加熱対象部材と、加熱対象部材に所定の圧力を提供可能に配置され、加熱対象部材との間を通過される媒体に所定の圧力を提供する加圧部材と、所定の周波数の電力に共振して最大出力を出力可能で、加熱対象部材に誘導電流を生じさせるための任意の周波数の電力が供給される第１のコイル体と、所定の周波数の電力に共振して最大出力を出力可能で、第１のコイル体ならびに加熱対象部材のそれぞれに対して所定の位置関係に配置され、加熱対象部材に誘導電流を生じさせるための任意の周波数の電力が供給される第２のコイル体と、第１のコイル体からの誘導電流により加熱対象部材が発熱する第１の位置の近傍に設けられ、加熱対象部材の第１の位置での温度を検知する第１の温度検知機構と、第２のコイル体からの誘導電流により加熱対象部材が発熱する第２の位置の近傍に設けられ、加熱対象部材の第２の位置での温度を検知する第２の温度検知機構と、第１の温度検知機構により検知された加熱対象部材の第１の位置の温度と第２の温度検知機構により検知された加熱対象部材の第２の位置の温度とを比較して、その温度差を出力する温度差検知機構と、この温度差検知機構が出力する温度差の値が所定の値になるように、第１のコイル体および前記第２のコイル体のそれぞれに、所定の周波数の電力が供給されるタイミングを切り換える駆動制御機構と、を有する昇温装置において、第１のコイル体および前記第２のコイル体の少なくとも一方に第１および第２の周波数もしくは第１および第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数のいずれかの周波数の駆動出力を供給可能な駆動回路により、温度差検知機構により検知された前記第１の位置の温度と前記第２の位置の温度との差に応じて、前記第１のコイル体および前記第２のコイル体の少なくとも一方に、第１および第２の周波数もしくは第１および第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数のいずれかの周波数の駆動出力を供給することを特徴とする昇温方法を提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である誘導加熱定着装置が適用可能な画像形成装置の一例を説明する概略図である。
【００１５】
図１に示す通り、デジタル複写装置（画像形成装置）１０１は、画像読取装置（スキャナ）１０２と、スキャナ１０２または外部から供給される画像データに対応する画像を形成し、被定着対象（転写材）である用紙Ｐに定着する画像形成部１０３とを有する。なお、スキャナ１０２には、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１０４が一体に設けられている。
【００１６】
画像形成部１０３は、所定の電位が与えられた状態で光が照射されることで、光が照射された領域の電位が変化されるとともにその電位の変化を静電像として所定時間の間保持できる感光体が外周面に形成されている円筒状の感光体ドラム１０５を有している。
【００１７】
感光体ドラム１０５の感光層には、画像データに対応して光強度が変化されたレーザビームを出力可能な露光装置１０６により、出力すべき画像の情報が露光される。これにより、感光体ドラム１０５の感光層に静電像すなわち画像データに対応した電位変化として、画像が形成される。
【００１８】
感光体ドラム１０５に形成された画像は、現像装置１０７によりトナーが選択的に供給されることで可視化される。
【００１９】
現像装置１０７によりトナーが供給されて現像された感光体ドラム１０５上のトナーの集合体すなわちトナー像は、詳述しない転写装置から、トナーの転写のための電圧が供給されることで、用紙Ｐに転写される。なお、用紙Ｐは、ピックアップローラ１０９によりカセット１０８から１枚ずつ取り出され、搬送路１１０を、アライニングローラ１１１まで搬送される。
【００２０】
アライニングローラ１１１に搬送された用紙Ｐは、感光体ドラム１０５に形成されたトナー像との位置を整合するために、アライニングローラ１１１が所定のタイミングで回転されることで、感光体ドラム１０５上のトナー像と位置が整合されて、転写位置に供給される。
【００２１】
用紙に転写されたトナー像は、定着装置１により熱と圧力が加えられることで溶融され、定着装置により提供される圧力で、用紙に固定（定着）される。
【００２２】
定着装置１によりトナー像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ１１２により、用紙カセット１０８とスキャナ１０２との間に定義されている排紙トレイ１１３に排出される。
【００２３】
図２および図３は、図１に示した画像形成装置に利用される定着装置の一例を説明する概略図である。なお、図２は、定着装置１を長さの長い方向の概ね中央で切断した状態を示す概略断面図で、図３は、詳述しないカバー類を外した状態で、定着装置１を平面方向から見た状態を示す概略平面図である。
【００２４】
定着装置１は、直径が概ね２０ｍｍの定着（加熱）ローラ２と直径が概ね２０ｍｍのプレス（加圧）ローラ３とからなる。
【００２５】
加熱ローラ２は、厚さが１ｍｍ程度、より好ましくは０．５ｍｍ程度の金属製の中空円筒体である。なお、この実施の形態では、ローラ２は、鉄製であるが、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、あるいはステンレス鋼とアルミニウムとの合金等が利用可能である。
【００２６】
加熱ローラ２の表面には、四フッ化エチレン樹脂等、に代表されるフッ素樹脂が所定の厚さだけ堆積された図示しない離型層が形成されている。加熱ローラ２の長さは、例えば概ね３４０ｍｍである。なお、加熱ローラ２に代えて、耐熱性の高い樹脂フィルムの表面に金属を所定厚さ堆積させたシート体を無端ベルト状とした金属フィルムを用いることもできる。
【００２７】
加圧ローラ３は、所定の直径の回転軸の周囲に、所定の厚さのシリコンゴム、もしくはフッ素ゴム等が被覆された弾性ローラである。加圧ローラ３の長さは、概ね３２０ｍｍである。
【００２８】
加圧ローラ３は、加熱ローラ２の軸線と概ね平行で、加圧機構４により、加熱ローラ２の軸線に対して所定の圧力で圧接されている。これにより、加熱ローラ３の外周面の一部が弾性変形し、両ローラ間に所定のニップが定義される。加熱ローラ２に代えて金属フィルムを用いた場合には、ニップは、フィルム側に形成される場合もある。
【００２９】
加熱ローラ２は、図４を用いて後段に説明する定着モータ１２３あるいは同図に示す感光体ドラム１０５を回転させるドラムモータ１２１により、概ね一定の速度で、矢印の方向に回転される。
【００３０】
加圧ローラ３は、加圧機構４により所定圧力で加熱ローラ２に接触されているので、加熱ローラ２が回転されることで、加熱ローラ２が回転される方向と逆の方向に回転される。
【００３１】
加熱ローラ２の周上であって、加熱ローラ２と加圧ローラ３とが相互に接する位置は、ニップと呼ばれている。ニップよりもローラ２が回転される方向の下流側で、かつニップの近傍の所定位置には、ニップを通過される用紙Ｐを加熱ローラ２から剥離させる剥離爪５が位置されている。
【００３２】
加熱ローラ２の周囲には、ローラ２が回転される方向に沿うとともに、剥離爪５から離れる方向に順に、少なくとも２つの温度検出素子６ａ，６ｂ、クリーナ７および発熱異常検知素子８が、設けられている。
【００３３】
温度検出素子６ａ，６ｂは、加熱ローラ２の外周面の温度を検出するもので、例えばサーミスタが利用可能である。なお、２つの温度検出素子６ａ，６ｂの少なくとも１つは、ローラ２の長手方向の概ね中央に位置されている。また、他の１つは、ローラ２の長手方向の一端部に位置されている。なお、サーミスタは、３個以上設けられてもよいことはいうまでもない。また、サーミスタ６ａ，６ｂは、以下に説明するが、励磁コイルがローラ２の長手方向に２以上に分割されている場合には、少なくとも１つのコイルまたはコイルセット毎に設けられる。
【００３４】
クリーナ７は、加熱ローラ２の外周に所定の厚さに設けられているフッ素樹脂に付着することのあるトナーや用紙から生じる紙粉もしくは装置内部を浮遊して加熱ローラ２に付着するゴミ等を除去する。クリーナ７は、加熱ローラ２と接触されたとしてもフッ素樹脂層を傷付けにくい材質、例えばフェルトまたはファーブラシ等で形成されたクリーニング部材とそのクリーニング部材を支持する支持部材を含む。なお、クリーニング部材は、加熱ローラ２の表面と接触されて回転されるものであってもよいし、加熱ローラ２の外周面に対して所定の圧力で圧接されるもの（非回転）であってもよい。
【００３５】
発熱異常検知素子８は、例えばサーモスタットであって、加熱ローラ２の表面温度が異常に上昇する発熱異常を検知し、発熱異常が生じた場合は、以下に説明する加熱用コイル（励磁コイル）に対して供給される電力を遮断するために利用される。
【００３６】
なお、温度検出素子６ａ，６ｂ、クリーナ７および発熱異常検知素子８が位置される順および位置は、図２に示した順および位置に制限されるものではない。
【００３７】
加圧ローラ３の周上には、用紙Ｐを加圧ローラ３から剥離するための剥離爪９および加圧ローラ３の周面に付着したトナーを除去するクリーニングローラ１０が設けられている。
【００３８】
加熱ローラ２の内側には、ローラ２の材質に、渦電流を発生させる励磁コイル１１が配置されている。励磁コイル１１は、図３ないし図５に示される例では、加熱ローラ２の長手方向の概ね中央付近に位置された第１のコイル１１ａと加熱ローラ２の両端付近に設けられた第２のコイル１１ｂとからなる。すなわち、第２のコイル１１ｂは、第１のコイル１１ａが加熱ローラ２の長手方向の中央付近を加熱可能であるに比較して加熱ローラ２の両端付近を加熱するために有益である。換言すると、第２のコイル１１ｂは、加熱ローラ２の周面（またはベルト体が用いられる場合にはベルト面）が所定の速度で移動されることを可能とするための軸線に沿って分割され、分割された状態のそれぞれの間に第１のコイル１１ａが配列可能に位置されている。なお、第２のコイル１１ｂの個々のコイルを識別する必要があるときは、各コイルを、それぞれ、コイル１１−１およびコイル１１−２と呼称する。
【００３９】
第１，第２のコイル１１ａ，１１ｂは、それぞれ、所定の断面積が与えられた線材が用いられ、それぞれ固有の共振周波数で共振して抵抗値が最大となるように、所定ターン数に形成されている。なお、第２のコイル１１ｂは、例えば図３に示す例では、加熱ローラ２の長手方向に関して、第１のコイル１１ａを挟んで両側に設けられる。また、第１のコイル１１ａと第２のコイル１１ｂは、例えば加熱ローラ２の概ね中央で２つの分割されてもよい。さらに、図１４に示すように、例えば加圧ローラ３にコイルが設けられる場合に、加熱ローラ２側に第１のコイル６１１ａを配置し、加圧ローラ３側に第２のコイル６１１ｂを配置してもよい。
【００４０】
第１および第２のコイル１１ａ，１１ｂは、それぞれ所定の出力を出力可能に形成されている。なお、個々のコイルの出力は、本来は、加熱ローラ２（または加圧ローラ３）を発熱させるための渦電流を生じさせることのできる磁束を提供可能な電流値であるが、多くの場合、コイルが消費する消費電力として管理されるので、以下、電力（または出力）と呼称する。また、図３に示す例では、個々のコイルの共振周波数は、第２のコイル１１ｂ（１１−１と１１−２を直列接続とした場合）または第２のコイルに含まれる個々のコイル１１−１，１１−２の少なくとも１つに関して、第１のコイル１１ａの共振周波数とは異なる周波数に設定されている。
【００４１】
それぞれのコイル１１ａ，１１ｂはまた、耐熱性が高く、高い絶縁性を示す、エンジニアリングプラスチックまたはセラミックで形成されたコイル保持体１２に巻き付けられている。コイル保持体１２には、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材、フェノール材もしくは不飽和ポリエステル等が利用可能である。なお、図２に示した実施の形態では、コイル保持体１２の内側に、例えばフェライトを成型したコア１３を設け、ローラ２を発熱させるために利用可能な磁束密度を強めている。この場合、コア１３には、高周波域での損失が少ない、例えばダストコア（圧粉磁芯）が主要な材料として用いられる。また、コア材を用いない空芯コイルであってもよいことは、言うまでもない。
【００４２】
第１のコイル１１ａは、例えばＡ４サイズの用紙が、その短辺が加熱ローラ２の軸線と平行になるように搬送される際に、ローラ２の外周面と接する幅を加熱可能な長さに形成されている。
【００４３】
第１および第２のコイル１１ａ，第２のコイル１１ｂ（１１−１，１１−２）は、断面積が、例えば１ｍｍの銅線材と同等となる線材により形成されている。なお、線材としては、例えば絶縁皮膜のない細い線材を複数本撚った撚り線または個々の線材が絶縁材に被覆されている線材を所定本数撚ったリッツ線等が利用可能である。
【００４４】
それぞれのコイル１１ａ，１１ｂは、いずれも任意の巻き方法により形成可能である。例えば、図３に示す例では、第１のコイル１１ａの巻き方向を、線材が加熱ローラ２の軸方向と平行になる方向に定義され、第２のコイル１１ｂの個々のコイル１１−１，１１−２の巻き方向も、線材がローラ２の軸方向と平行になる方向に定義されている。なお、図１３に示すように、個々のコイルを、ローラ２の長手方向とコイルに用いられる線材の大部分が平行になるように配列した平面状に形成し、コイル保持体１２の断面形状を円筒状として、コイルをその周面に沿わせることによって、ローラ２の内周（円）に沿わせてもよい。
【００４５】
図４は、図２および図３に示した定着装置を動作させる駆動回路ならびにその定着装置が組み込まれる画像形成装置を動作させるための制御回路の一部を説明している。
【００４６】
定着装置１の加熱ローラ２の内部には、前に説明した通り、加熱ローラ２自身の金属材料に渦電流を生じさせて発熱させるための励磁コイル１１（コイル１１ａ，コイル１１ｂ（１１−１，１１−２））が収容されている。
【００４７】
励磁コイル１１には、励磁コイル１１の個々のコイルに所定の周波数の高周波出力（電流および電圧）を供給する励磁ユニット２１が接続されている。
【００４８】
励磁ユニット２１は、第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂから供給される温度指示値をディジタル信号に変換する温度検知回路２２、個々のコイル１１ａと１１ｂに、第１の周波数ｆ１、第２の周波数ｆ２および第３の周波数ｆ１２をの電力を供給する励磁回路（スイッチング回路）３１、温度検知回路２２により検知されたローラ２の温度に基づいて励磁回路３１が出力すべき電力の周波数を設定するＣＰＵ４２、およびＣＰＵ４２から指示された周波数を励磁回路３１に出力するとともに、外部から供給される商用電源の交流出力を整流した駆動出力を励磁回路３１に入力する駆動回路５１等を含む。なお、詳述しない商用電源と駆動回路５１との間には、必要に応じて、電力検知回路１３３が設けられる。
【００４９】
また、励磁回路（スイッチング回路）３１は、コイル１１ａ、１１−１およびコイル１１−２のそれぞれを、例えば全て直列に、またはコイル１１−１とコイル１１−２を直列に接続した状態でコイル１１ａと並列に、もしくは全てのコイルを並列に接続できる。すなわち、スイッチング回路３１は、個々のコイル１１ａ，１１ｂの直列接続あるいは並列接続、もしくはコイル１１ｂの１１−１，１１−２直列または並列接続とコイル１１ａとの直列または並列接続を任意に設定可能な切換装置としても機能する。
【００５０】
スイッチング回路３１には、ＣＰＵ４２の制御による駆動回路５１の出力として、スイッチング回路３１が出力すべき高周波出力すなわち任意コイル１１ａ，１１ｂが、所定の加熱力であるコイル出力を出力するために図５を用いて後段に説明するスイッチング素子がオンされる時間すなわち単位時間当たりにスイッチング素子がオンされる回数（駆動周波数）が、指示される。なお、駆動回路５１は、コイル１１ａに供給すべき第１の周波数ｆ１とコイル１１ｂに供給すべき第２の周波数ｆ２ならびに両コイルが同時に所定の出力を出力可能な第３の周波数ｆ１２を、スイッチング回路３１に指示する。この場合、それぞれの周波数は、ローラの昇温およびコイルの線材の発熱あるいは複写装置１０１内部の温度上昇等に起因する抵抗値の変化に応じて、例えば数１００Ｈｚ程度変化されることもある。
【００５１】
換言すると、各コイルから、加熱ローラ２を昇温させるために加熱ローラ２に生じる渦電流を発生させる基となる磁束が出力される大きさすなわち加熱力は、駆動回路５１の制御により、スイッチング回路３１からそれぞれのコイルに出力される出力が変化されることで、任意の大きさに設定可能である。また、加熱力は、一般に、個々のコイルが消費する消費電力として数値管理される。なお、各コイルのコイル出力（消費電力）を、以降、単にコイルに入力される電力として説明する。
【００５２】
なお、電力検知回路１３３が検知した電力量は、所定のタイミングで駆動回路５１にフィードバックされる。また、駆動回路５１の焼損等を検知可能とするため、電力検知回路１３３の出力は、画像形成部１０３側の主制御装置１５１にも入力される。
【００５３】
図５は、図４を用いて説明した励磁ユニット２１をより詳細に説明している。
【００５４】
励磁回路３１は、第１のコイル１１ａと直列に接続されるコンデンサ３２と、第２のコイル１１ｂ（１１−１，１１−２）と直列に接続されるコンデンサ３３を含む。制御ユニット４１は、前に説明したＣＰＵ４２と、任意の周波数の制御信号を出力可能な発振回路４３を含む。駆動回路５１は、スイッチング素子５２とコンデンサ５３を含み、発振回路４３から供給される制御信号の周波数で整流回路１３１から供給される整流出力をスイッチングして、励磁回路３１に供給する。なお、駆動回路３２と制御ユニット４１との間で、それぞれのコイルに供給される電流が検出器１３２により検出される。
【００５５】
図６は、図５に示した発振回路４３から出力される制御信号の周波数と個々のコイルの出力との関係を説明している。
【００５６】
前に説明した通り、ローラ２を発熱させるための第１および第２のコイル１１ａ，１１ｂには、それぞれ周波数ｆ１の第１の共振周波数と周波数ｆ２の第２の共振周波数ｆ２に加え、いずれのコイルも定格出力を出力することは困難であるが両コイルともに定格出力に対して所定の割合となる出力を出力させることのできる周波数ｆ１２である第３の共振周波数により、動作される。
【００５７】
図６に示されるように、曲線Ｐ１で示される第１のコイル１１ａが磁束を発生可能な連続した周波数のうち、共振周波数ｆ１で第１のコイル１１ａの出力が最大となる。同様に、曲線Ｐ２で示される第２のコイル１１ｂが磁束を発生可能な連続した周波数のうち、共振周波数ｆ２で第２のコイル１１ａの出力が最大となる。なお、両コイル１１ａ，１１ｂが同時に所定の磁束を発生可能な周波数は、曲線Ｐ１と曲線Ｐ２とが重なる領域で定義される周波数ｆｘのうちの任意の周波数である。また、両コイルが同一の周波数で発生可能な磁束が最大となる第３の周波数ｆ１２は、曲線Ｐ１と曲線Ｐ２とが交差する周波数である。
【００５８】
図６から、第１および第２の共振周波数ｆ１，ｆ２の差を少なくすると、第３の共振周波数ｆ１２を用いることで両コイル１１ａ，１１ｂが出力可能な出力が増大されることが認められる。その一方で、第１および第２の共振周波数ｆ１，ｆ２の差が少ないと，両コイル１１ａ，１１ｂが消費する電力は増大されることから、個々の共振周波数は、複写装置１０１に入力可能な最大電力が考慮されて設定される。この場合、最大電力は、図４に示したような電力検知回路１３３が設けられている場合には、その出力を参照することで容易に検知される。また、電力検知回路１３３が設けられていない場合には、電流検知回路１３２の出力を参照して入力電流の大きさを監視すればよい。
【００５９】
次に、加熱ローラ２の外周面の温度を所定温度に昇温させる制御の一例を説明する。
【００６０】
周知の通り、誘導加熱方式の定着装置１においては、励磁コイル１１の個々のコイル１１ａおよび１１ｂ（１１−１，１１−２）からは、それぞれのコイルに供給された電力の大きさおよびコイルの形状に依存して、所定方向の磁束が発生される。従って、コイルで発生された磁束により発生される磁界の変化を妨げるように、加熱ローラ２の金属部分に渦電流が発生する。このため、加熱ローラ２の金属部分に、渦電流と金属部分自体の抵抗に起因してジュール熱が発生する。このジュール熱により加熱ローラ２が発熱することで加熱ローラ２が昇温され、加熱ローラ２と加圧ローラ３との間を通過される用紙Ｐが加熱される。
【００６１】
詳細には、図２ないし図５を用いて前に説明した通り、加熱ローラ２の表面の温度は、第１のコイル１１ａにより昇温されるローラ２の長手方向の中央付近と第２のコイル１１ｂにより昇温されるローラ２の長手方向の両端とで、独立して制御可能である。
【００６２】
個々のコイル１１ａ，１１ｂに供給される電力の周波数は、温度検知回路２２が出力する第１のサーミスタ６ａが検知した加熱ローラ２の外周面の中央付近の温度を示す温度データと、第２のサーミスタ６ｂが検知したローラ２の両端部の温度を示す温度データに基づいて、ＣＰＵ４２により設定される。ＣＰＵ４２で設定された周波数は、制御信号として、発振回路４３に指示される。なお、温度検知回路２２が出力する温度差に基づいて、複写装置１０１側の主制御回路１５１から、例えばローラ２を回転させるための定着モータ１２３すなわちモータ駆動回路１５３へ、モータパルスが供給される。
【００６３】
また、温度データと出力との対応関係やＣＰＵ４２が設定する第１ないし第３の共振周波数ｆ１，ｆ２およびｆ１２を示すデータや個々の周波数を出力する際の切り換えタイミング等は、例えばデータが書き換え可能な図示しないメモリに、予め記憶されている。なお、メモリに記憶されているデータは、複写装置１０１が設置される国や地域の電源事情あるいは複写装置１０１に許容されている入力可能な電力の最大値に応じて任意に書き換え可能である。
【００６４】
一方、複写装置１０１側の主制御回路１５１は、温度検知回路２２により出力される温度データに基づいて、例えばいずれかのサーミスタ６ａ，６ｂあるいは温度検知回路２２の異常を検知可能である。すなわち、個々のサーミスタ６ａ，６ｂおよび温度検知回路２２に何らかの異常が生じた場合、あるいは画像形成部１０３側で用紙が詰まる等の要因により加熱ローラ２を昇温するためのコイルへの通電を遮断する必要が生じた場合には、発振回路４３から駆動回路５１のスイッチング素子５２に供給される駆動指示を停止させるための制御指示を、ＣＰＵ４２に入力可能である。
【００６５】
なお、図４および図５に示した励磁回路を用いて定着装置の定着ローラの第１および第２のコイルに所定の電力を供給する方法において、原則としては、第１（中央）のコイル１１ａと第２（端部）のコイル１１ｂのそれぞれに同時に電力が供給されることはない。
【００６６】
すなわち、この発明の実施の形態では、いずれか一方のコイルにのみ、所定の電力を供給するか、いずれのコイルにも一時的に電力を供給しない方法を用いている。なお、この発明の実施の形態では、第１のコイル１１ａに供給される電力と第２のコイル１１ｂに供給される電力の大きさを、概ね等しく設定している。また、大まかには、第１および第２のコイル１１ａ，１１ｂに交互に所定の電力が供給されてローラ２の中央付近の温度が設定目標温度に到達した時点で、一時的に、ローラ２の中央付近の温度が設定目標温度よりも所定温度だけ低くなるまでの間、全てのコイルに対する電力供給を停止してもよい。逆に、一定時間、例えば１５秒程度を最大として、一方のコイルにのみ電力を供給してもよい。
【００６７】
いうまでもなく、全てのコイルに同時に電力を供給することは可能であるが、その場合は、個々のコイルに、コイルが出力する電力を検知する電力検出機構を設けなければならないことから、上述したように、いずれか一方のコイルにのみ電力を供給することが好ましい。なお、個々のコイルに供給される電力すなわち駆動周波数の差が所定の大きさよりも大きくなると、前に説明した干渉音が発生するばかりでなく、複写装置１０１が接続されている商用電源の特定の範囲内で電圧変動が生じて、フリッカ等が発生することから、電力が供給されるコイルを切り換える場合には、それぞれのコイルに供給される電力を概ね等しくすることが好ましい。
【００６８】
次に、どちらのコイルに所定の電力を供給するかを選択して加熱ローラを昇温させる方法について説明する。
【００６９】
既に説明した通り、加熱ローラ２の長手方向の全域を概ね均一に加熱する通常加熱時は、各コイル１１ａ，１１ｂに、図４を用いて前に説明したスイッチング回路３１から所定の周波数の高周波出力（電流および電圧）が供給される。この場合、所定の時間間隔で、第１のコイル１１ａから磁束を発生させるために適した第１の共振周波数ｆ１の高周波出力と第２のコイル１１ｂから磁束を発生させるために適した第２の共振周波数ｆ２の高周波出力が、個々のコイルに、交互に入力される。なお、いずれのコイルの共振周波数とも異なる周波数であって、全てのコイルが（定格の磁束を発生することは困難であるが）所定の大きさの磁束を発生可能な共通の周波数ｆ１２の電力が全てのコイルに同時に供給されることで、上述したように個々のコイルに、交互に電力が入力（交互駆動）されることに起因して、近接して設けられる放電灯照明器具から放射される照明光がちらつく（フリッカが生じる）ことが抑止される。
【００７０】
また、昇温対象となるローラの部分に対応されるコイルの共振周波数とローラの残りの部分に対応されるコイルの共振周波数のそれぞれを相互に関連づけて、昇温すべきコイルに供給される電力で、残りのコイルからも所定の大きさの磁束を出力させることもできる。例えば、図６に示したコイル１１ａ，１１ｂが同時に所定の磁束を発生可能な周波数である周波数ｆｘのうちの任意の周波数を選択することで、コイル１１ａの出力を７０％程度に設定することもできる。なお、この場合、コイル１１ｂの出力は、自身の共振周波数に依存するので、必ずしも約３０％になるとは限らないが、入力電流の最大値または入力電力により制限をうける範囲内の所定の出力が得られる。逆に、コイル１１ｂの出力を約３０％に設定することも可能であるが、その場合も、コイル１１ａの出力は、入力電流の最大値または入力電力により制限をうける範囲内の所定の出力となる。このように、ローラ２の長手方向の温度分布に基づいて、コイル１１ａ，１１ｂのそれぞれに、所定の電力を供給することで、ローラの長手方向で生じることのある温度差（温度リップル）を低減できる。
【００７１】
より詳細には、図７に示されるように、複写装置１０１の図示しない電源スイッチがオンされると、第１および第２のサーミスタ（温度検知機構）６ａ，６ｂにより、各サーミスタ６ａ，６ｂと対向される加熱ローラ２の領域の温度が検知される。すなわち、サーミスタ６ａによりローラ２の長手方向の概ね中央付近の温度が、サーミスタ６ｂによりローラ２の長手方向の端部の温度が、それぞれ、検知される。それぞれのサーミスタ６ａ，６ｂから出力された検知出力は、温度検知回路２２に入力される（Ｓ１）。
【００７２】
温度検知回路２２から出力されたローラ２の中央付近の温度を示す温度データＣＴとローラ２の端部の温度を示す温度データＳＴが、ＣＰＵ４２と画像形成部１０３の主制御回路１５１に出力されるが、第１にＣＰＵ４２において、温度データＣＴが、図示しないメモリから読み出された設定目標温度と比較される。なお、設定目標温度は、例えば１８０℃である（Ｓ２）。
【００７３】
温度データＣＴが設定目標温度よりも低い場合（Ｓ２−ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２から発振回路４３へ第１の共振周波数ｆ１が指示される。従って、第１のコイル１１ａに周波数ｆ１の電力が供給される（Ｓ３）。
【００７４】
これに対し、ローラ２の中央の温度が既に設定目標温度に達している場合（Ｓ２−ＮＯ）は、後段に説明するがコイル１１ａへの電力の供給が停止され、待機状態（ウォームアップ終了）となる。
【００７５】
次に、ローラ２の中央付近の温度（温度データＣＴ）が、ローラ２の両端部の温度（温度データＳＴ）よりも高いか否か、がチェックされる（Ｓ４）。なお、ステップＳ４で、ローラ２の中央付近の温度が端部の温度よりも低いことが検知された場合は（Ｓ４−ＮＯ）、後段に説明するように、第１のコイル１１ａへの電力の供給すなわちローラ中央の加熱が、一時的に停止される。
【００７６】
ローラ２の中央の温度がローラ２の端部の温度よりも高いことが検知されると（Ｓ４−ＹＥＳ）、ローラ２の長手方向の温度差「ＣＴ−ＳＴ」が検知される。また、温度差「ＣＴ−ＳＴ」は、例えば５℃に設定されている（Ｓ５）。
【００７７】
ステップＳ５において、ローラ２の中央付近の温度とローラ２の端部の温度との差が５℃以上であることが検知された場合（Ｓ５−ＹＥＳ）、コイル１１ａに供給されている電力が、ＣＰＵ４２から発振回路４３への発振停止指示により、遮断される（Ｓ６）。
【００７８】
これに対し、ステップＳ５において、ローラ２の中央の温度とローラ２の端部の温度との差が５℃未満であることが検知されたならば（Ｓ５−ＮＯ）、コイル１１ａに、引き続き第１の共振周波数ｆ１の電力が供給される（ローラ２の中央が加熱される）。
【００７９】
ステップＳ６において、第１のコイル１１ａへの電力の供給が停止されると、今度は、第２のコイル１１ｂに対して第１のコイル１１ａに供給されていた電力と概ね等しい電力を出力可能とする第２の共振周波数ｆ２がＣＰＵ４２から発振回路４３に指示される。これにより、第２のコイル１１ｂに周波数ｆ２の電力が供給される（Ｓ７）。
【００８０】
以下、ローラ２の端部の温度（温度データＳＴ）がローラ２の中央付近の温度（温度データＣＴ）よりも高いか否かがチェックされる（Ｓ８）。
【００８１】
ステップＳ８で、ローラ２の端部の温度が中央付近の温度よりも高いことが検知されると（Ｓ８−ＹＥＳ）、両者の温度差「ＳＴ−ＣＴ」が、例えば５℃よりも大きいか否かがチェックされる（Ｓ９）。
【００８２】
ステップＳ９において、ローラ２の端部の温度が中央の温度よりも高いことが検知されると（Ｓ９−ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２から、第２の共振周波数ｆ２の出力停止が、発振回路４３に指示される（Ｓ１０）。従って、ローラ２の中央の温度が１８０℃に達し、ローラ２の端部の温度とローラ２の中央の温度との差が５℃を越えた時点で、全てのコイルへの電力の供給が、一時的に停止される。
【００８３】
なお、ステップＳ８において、ローラ２の端部の温度が中央の温度よりも低いことが検知された場合（Ｓ８−ＮＯ）およびステップ８において、温度差「ＳＴ−ＣＴ」が５℃未満である場合（Ｓ９−ＮＯ）には、コイル１１ｂに第２の共振周波数ｆ２の電力が継続して供給されることはいうまでもない。
【００８４】
なお、図７に示した駆動方法では、ローラ２の長手方向の中央を昇温する第１のコイル１１ａに先に電力を供給し、ローラ２の中央の温度がローラの長手方向の端部を昇温する第２のコイル１１ｂに対向する位置で検知したローラ２の端部の温度よりも所定の温度以上高くなるまで昇温された時点で、中央コイル１１ａに対する電力供給を停止して、端部コイル１１ｂに所定の電力を供給している。また、ローラ２の長手方向の中央付近の温度が１８０℃に達した場合には、端部の温度をチェックすることなく、一旦、全てのコイルへの通電を遮断している。
【００８５】
このような制御を繰り返すことで、ローラ２の中央とローラ２の端部の温度を均一にできる。なお、上述した駆動方法では、ローラ２の設定目標温度（１８０℃）は、ローラ２の中央付近に設けられたサーミスタ６ａによる検出結果のみに基づいて電力の供給を制御しても、ローラ２の端部に設けられたサーミスタ６ｂによる検出結果のみに基づいて電力の供給を制御しても、ローラ２の温度を概ね等しい温度（１８０℃）に昇温できる特徴がある。この場合、ローラ２の端部の温度が一時的に１８０℃を越える場合もあるが、ローラ中央の温度ＣＴとローラ端部の温度ＳＴとの間の温度差が５℃を越えないように管理されるので、ローラの特定部分の温度が極度に上昇することはない。
【００８６】
いうまでもなく、ローラ２の中央および端部ともに目標の設定温度に到達した場合は、発振回路４３から個々のコイル１１ａ，１１ｂを昇温可能に出力される第１の共振周波数ｆ１および第２の共振周波数ｆ２の出力が停止されるので、ローラ２の全域の温度が概ね均一に維持される。
【００８７】
図８および図９は、図７を用いて説明した電力を供給するコイルを切り換える際の切り換えタイミングを、複写装置の動作状態に適合させる例を説明する概略図である。
【００８８】
図８に示す駆動方法では、温度検知回路２２から出力されるローラ２の中央の温度データＣＴとローラ２の端部の温度データＳＴから求められる温度差が３℃に達した時点で、ＣＰＵ４２から発振回路４３へ指示される周波数が第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２のいずれかに切り換えるように、指示されることを特徴としている。すなわち、ローラ２の中央の温度が１８０℃に達した時点で、全てのコイルへの通電を停止し、ローラ２の中央の温度とローラ２の端部の温度との温度差が３℃に達した時点で、再びいずれかのコイルへ所定の電力を供給している。この方法によれば、ローラ２の長手方向で温度分布リプル（温度ムラ）が生じたとしてもその大きさを小さく抑えることができる。
【００８９】
なお、この駆動方法は、定着ローラ２を、例えば複写装置１０１の電源がオンされた時点から設定目標温度まで昇温させる場合（ウォームアップ時）や、複写装置１０１による画像形成動作時のように、ローラ２とローラ３との間を用紙が通過される場合（通紙時）に適している。
【００９０】
例えば、通紙時すなわち画像形成時や電源投入後のウォームアップ時は、加熱ローラ２の温度を維持するため、またはローラ２を所定の温度まで昇温するために大きなエネルギーが必要であるから、入力可能な電力の上限に近い多くの電力が要求される。このため、制御値（温度差）を３℃に設定したとしても、コイル１１ａとコイル１１ｂのそれぞれには、第１の共振周波数ｆ１の電力か第２の共振周波数ｆ２の電力のいずれかが、常時供給されるので、整流回路１３１を経由して入力される電力が途切れることが少ない。従って、複写装置１０１が接続されている同一の商用電源回路内で電圧変動が生じて同一回路内の蛍光灯（照明）からの照明光がちらつく（フリッカが発生する）ことも少ない。また、ローラ２の長手方向における温度差も僅かに維持されるので、定着性が一時的に低下するような不具合も生じにくい。
【００９１】
その一方で、図８から明らかなように、電力が供給される対象となるコイルを切り換える際のローラ２の中央と端部との間の温度差（制御値）を、３℃に設定することにより、電力が供給されるコイルが頻繁に切り替えられることは、明白である。
【００９２】
この場合、ローラの温度分布のリプルが低減可能で、定着性が低下するような不具合も生じにくいことは上述した通りであるが、例えばローラ２の長手方向の中央の温度が１８０℃に達した後、画像形成のための入力を待ち受ける待機状態においては、共振回路３１がオン／オフされる回数が増大されることに他ならない。
【００９３】
詳細には、電力を供給するコイルを交互に切り換えるすなわち第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２を交互に出力する場合、切り換えのための制御値である温度差を３℃で管理すると、待機状態のようなローラの熱が低下しにくい条件では、整流回路１３１により整流されて供給される直流出力の入力と遮断が繰り返されることになる。この場合、複写装置１０１が接続されている商用電源回路内で、電圧変動が生じて、同一回路内の蛍光灯（照明）に、フリッカが発生する場合がある。
【００９４】
このため、例えば待機状態においては、図９に示すように、電力が供給されるコイルを切り換えるタイミングすなわち制御値（温度差）を、６℃としている。
【００９５】
図９に示す通り、第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２を交互に出力するタイミングを、例えばローラ２の長手方向の中央と端部との間の温度差で、６℃する。この場合、電力が供給されているコイルに継続して電力が供給される時間が長くなることから、ローラの温度分布のリプルそのものは増大される。
【００９６】
例えばローラ２の中央を昇温するコイル１１ａに電力が供給されている状態でローラの中央の温度が１８０℃に達すると、コイル１１ａ，１１ｂのそれぞれに対する整流回路１３１からの直流電圧の入力が遮断される。従って、ローラの端部の温度は、ローラの中央の温度に比較して、低い温度に維持される。
【００９７】
このため、ローラの中央と端部の温度差が６℃を越えたことが、ＣＰＵ４２により検知されると、今度は、ローラ２の端部を昇温するために、コイル１１ｂに電力が供給される。
【００９８】
このように、図９に示した制御によれば、図８を用いて前に説明した温度差が少ない制御例に比較して、いずれのコイルにも電力が供給されない時間は、増大される。従って、整流回路１３１により整流されて供給される直流出力の入力と遮断の回数が、低減される。このことは、複写装置１０１が接続されている商用電源回路内で電圧変動が生じて、同一回路内の蛍光灯（照明）にフリッカが発生する場合があったとしても、その頻度（回数）を抑止できることを示している。
【００９９】
なお、図９に示した制御によれば、図８（および図７）を用いて既に説明した制御に比較して、ローラの長手方向の温度分布のリプルや、ローラの中央と端部との間の温度差は、いずれも増大される。しかしながら、待機状態においては、定着性については、考慮されなくともよいので、フリッカが低減されるメリットが得られる。また、画像形成が指示されて、ローラ２とローラ３の間に用紙Ｐが搬送されるまでの間に、ローラ２の長手方向の温度分布のリプルが一定の範囲内に収まればよいので、消費電力も低減される。
【０１００】
以上説明した通り、複写装置１０１の動作状態に応じて、定着装置１のローラ２を昇温するためのコイル１１ａ，コイル１１ｂのそれぞれに所定の電力を提供可能な第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２を切り換えるタイミングを設定するために利用される温度差（制御値）を変化することで、複写装置１０１が接続されている商用電源回路内で電圧変動が生じて、同一回路内の蛍光灯からの照明光にフリッカが発生することを抑止できる。また、全てのコイル１１ａ，１１ｂに、同時に第３の共振周波数ｆ１２の電力を供給して、個々のコイルから同時に磁束を発生させてもよい。
【０１０１】
なお、図７ないし図９では、複写装置１０１の動作状態をモニタして、電力を供給すべきコイルを切り換える例を説明したが、例えばローラの温度に応じて、電力を供給するコイルを切り換えるタイミングを変化してもよい。
【０１０２】
一例を説明すると、ローラ２の中央の温度およびローラ２の端部の温度の双方が、設定目標温度（例えば１８０℃）よりも大幅に低い場合は、画像形成動作時とは異なる昇温動作（ウォームアップ）中であると予測できるので、電力が供給されるコイルを切り換えるタイミングは、大まか（温度差大）でよい。
【０１０３】
これに対し、サーミスタ６ａおよび６ｂにより検知される温度が設定目標温度付近の温度である場合には、定着動作（画像形成動作）中であると予測できるので、電力が供給されるコイルを切り換えるタイミングを小刻みとし、ローラ２の長手方向の温度分布のリプルを抑止することが好ましい。
【０１０４】
図１０は、図７ないし図９を用いて前に説明した加熱ローラを昇温する方法とは異なる温度制御の一例を説明する概略図である。なお、図１０を用いて以下に説明する温度制御は、図７を用いて既に説明したローラを昇温するために、ローラの中央を昇温させるコイルとローラの端部を昇温させるコイルのそれぞれに、第１の共振周波数ｆ１，第２の共振周波数ｆ２のいずれかの周波数の電力を供給するタイミングを切り換える際に利用する温度情報のサンプリングに関する。
【０１０５】
図１０に示されるように、第１に、複写装置１０１の動作状態、すなわち複写装置１０１の図示しない電源スイッチがオンされた時点、あるいは電源スイッチがオンされてから所定時間が経過してイニシャル動作が終了している待機状態、もしくは画像形成が指示されて加熱ローラと加圧ローラとの間に用紙が搬送されている画像形成時等、がチェックされる（Ｓ２１）。なお、画像形成時は、加熱ローラ２と加圧ローラ３との間に用紙が存在する定着時とローラ間に用紙が存在しない紙間（インターバル）とに区分できるが、加熱ローラ２を昇温するためにコイルに電力が供給されているか否かを区分すればよいので、ここでは画像形成時にローラ間に用紙があるか否かは問わない。また、待機状態には、詳述しないが、ローラの温度を通常の待機時よりも低い温度に保持する省電力モード等も含まれる。
【０１０６】
ステップＳ２１でチェックされた複写装置１０１の動作状態が画像形成時または図示しない電源スイッチがオンされてから待機状態あるいは画像形成可能状態までの間のウォームアップ時である場合（Ｓ２１−ＹＥＳ）、温度検知回路２２を経由して入力される第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂで出力された温度情報が励磁ユニット２１のＣＰＵ４２と画像形成部１０３の主制御回路１５１に取り込まれる（サンプリングされる）間隔が、例えば０．３秒に設定される（Ｓ２２）。従って、ローラ２の端部および中央のいずれかを昇温させる各コイルへの電力供給（または駆動停止）と第１の共振周波数ｆ１，第２の共振周波数ｆ２が切り換えられるタイミングは、０．３秒毎に検知されるローラ２の長手方向の温度差に基づいて設定される。この結果、ローラの中央の温度とローラの端部の温度の温度差は、用紙が搬送されていない状態では、殆ど差のない程度まで均一化される。なお、温度情報がサンプリングされる（取り込まれる）間隔は、コイルの特性（線径、巻き付け半径および巻き回数、および芯材の有無等）やコイルに供給される電力に基づいて、所定の時間、例えば０．５秒ないし１秒程度に設定されてもよい。
【０１０７】
一方、ステップＳ２１でチェックされた複写装置１０１の動作状態が画像形成時またはウォームアップ時のいずれにも属さない待機状態である場合（Ｓ２１−ＮＯ）、温度検知回路２２を経由して入力される第１，第２のサーミスタ６ａ，６ｂで出力された温度情報がＣＰＵ４２（主制御回路１５１）に取り込まれる間隔が、例えば５秒に設定される（Ｓ２３）。この場合、ローラの中央の温度とローラの端部の温度の温度差は、ステップＳ２２で説明した短い間隔で温度差を検知する場合に比較して大きくなるが、待機状態であるから、図９を用いて前に説明した理由により、定着性をあまり考慮しなくてもよい。従って、フリッカが低減されるメリットがある。また、ローラの温度分布のリプルも増大されるが、画像形成が指示されてローラ２とローラ３の間に用紙が搬送されるまでの間に、リプルが一定の範囲内に収まればよいので、消費電力も低減される。なお、温度情報がサンプリングされる間隔（時間）は、コイルの特性（線径、巻き付け半径および巻き回数、および芯材の有無等）、ローラ２の材質や厚さ、コイルに供給可能な電力の最大値等に代表されるさまざまなパラメータに基づいて、ローラ２の長手方向の温度分布を、画像形成が指示された時点からローラ２とローラ３の間に用紙が搬送されるまでの間に定着性に影響が生じない温度差まで復帰できる程度に設定される。
【０１０８】
以上説明したように、図１０に示した第１，第２のサーミスタ６ａ，６ｂからの温度情報をサンプリングするタイミングを変化することは、個々のコイルへ、第１の共振周波数ｆ１または第２の共振周波数ｆ２の電力を供給するタイミングを変化することに他ならない。
【０１０９】
例えば、画像形成時やウォームアップ時のように熱量を必要とする場合には、ローラの長手方向の温度差を検知する間隔を短くすることで、ローラの長手方向の温度分布に生じるリプルを低減できる。すなわち、ローラの長手方向の全域において温度分布が均一化されるので、定着性が向上される。
【０１１０】
一方、待機状態や省電力モード時においては、ローラの長手方向の温度分布がリプルを含むことを許容することで、コイルへの通電が一時的に停止されることに起因して出力が変動して同一回路内の照明にフリッカが発生する場合があったとしても、その頻度（回数）を低減できる。
【０１１１】
なお、温度差を検知するタイミングの最短時間（間隔）を０．３秒とする理由は、電力を供給すべきコイルに電力を供給した時点から電力が供給されたコイルの出力が安定するまでに要求される時間（コイルの出力が目標出力に達するまでの時間）に、０．５秒程度の時間が必要であることに起因している。すなわち、電力が供給される対象となるコイルを０．５秒よりも短い周期で切り換えると、コイルの出力が目標出力に達しない場合があるので、電力が供給されるコイルを極度に短い周期で切り換えることは、避けなければならない。また、第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂが検知した温度から温度差を求めて発振回路４３へフィードバックするために、０．２ないし０．３秒必要である。このことから、本願発明においては、温度差を検知するタイミングの最短間隔（周期）を、０．３秒としている。
【０１１２】
なお、図１０では、複写装置１０１の動作状態と関連づけて、電力を供給すべきコイルを切り換える例を説明したが、例えばローラの温度に応じて、電力を供給するコイルを切り換えるタイミングを変化してもよい。
【０１１３】
一例を説明すると、ローラ２の中央の温度およびローラ２の端部の温度の双方が、設定目標温度（本願発明の複写装置１０１では１８０℃）よりも大幅に低い場合は、ウォームアップ中であると予測できるので、電力が供給されるコイルを切り換えるタイミングは、大まかでよい。
【０１１４】
これに対し、第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂにより検知される温度が設定目標温度付近の温度である場合には、定着動作中であると予測できるので、第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２を切り換えることにより、電力が供給されるコイルが切り換えられるタイミングを小刻みとして、ローラ２の長手方向の温度分布のリプルを抑止することが好ましい。
【０１１５】
図１１は、図１０を用いて上述した加熱ローラを昇温する例の変形例の一例を説明する概略図である。
【０１１６】
図１１に示されるように、複写装置１０１の動作状態が、例えば複写装置１０１の図示しない電源スイッチがオンされた時点、電源スイッチがオンされたてから加熱ローラ２の温度が所定の温度まで昇温されるとともにイニシャル動作が終了するまでのウォームアップ状態、画像形成が指示されて加熱ローラと加圧ローラとの間に用紙が搬送されている画像形成時、あるいはウォームアップまたは画像形成が終了して引き続く画像形成が指示されていない待機状態のいづれかである場合、第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂにより検知されたローラ２の中央および端部の温度は、温度情報として、ＣＰＵ４２と画像形成部１０３の主制御回路１５１に、所定の時間間隔で、継続して、入力される（Ｓ３１）。なお、各サーミスタ６ａ，６ｂの出力がＣＰＵ４２と主制御回路１５１のそれぞれに取り込まれるタイミングは、一例を示すと、０．１秒（１００ｍｓｅｃ）程度である。
【０１１７】
ステップＳ３１において、継続してＣＰＵ４２と主制御回路１５１とに入力されると、主制御回路１５１により、複写装置１０１の動作状態、すなわち、複写装置１０１が現在、ウォームアップ状態であるか否か（Ｓ３２）、画像形成中であるか否か（Ｓ３３）、および待機中であるか否か（Ｓ３４）が、チェックされる。なお、各動作状態がチェックされる順は、上述したステップの順に支配されるものではないことはいうまでもない。
【０１１８】
ステップＳ３２において、複写装置１０１が現在ウォームアップ中であることが検知されると（Ｓ３２−ＹＥＳ）、主制御回路１５１から励磁ユニット２１のＣＰＵ４２に、発振回路４３に対する第１の共振周波数ｆ１，第２の共振周波数ｆ２のいずれかを出力させる目的で、制御信号を出力させるための温度差を検知するサンプリング間隔が０．３秒であることが指示される（Ｓ３５）。
【０１１９】
ステップＳ３３において、複写装置１０１が現在画像形成中であることが検知されると（Ｓ３３−ＹＥＳ）、ステップＳ３２−ＹＥＳと同様に、主制御回路１５１から励磁ユニット２１のＣＰＵ４２に、発振回路４３への第１の共振周波数ｆ１または第２の共振周波数ｆ２のいずれかを発生させるための制御信号の出力に利用される温度差を検知するサンプリング間隔が、０．３秒であることが指示される（Ｓ３５）。
【０１２０】
ステップＳ３４において、複写装置１０１が待機中であることが検知されると（Ｓ３４−ＹＥＳ）、主制御回路１５１からＣＰＵ４２に、上述の温度差を検知するサンプリング間隔が５秒であることが指示される（Ｓ３６）。また、複写装置１０１が非ウォームアップ中である場合（Ｓ３２−ＮＯ）や、複写装置１０１が画像形成中ではない場合（Ｓ３３−ＮＯ）も同様に、主制御回路１５１からＣＰＵ４２に、上述の温度差を検知するサンプリング間隔が５秒であることが指示される（Ｓ３６）。
【０１２１】
このように、図１１に示した制御では、第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂからの温度情報をサンプリングした後、温度情報から温度差を求めるタイミングを、複写装置１０１の動作状態に応じて変化することを特徴としている。なお、温度情報から温度差を求めるタイミングを変化することは、コイルへ電力を供給するタイミングを変化することに他ならない。
【０１２２】
例えば、画像形成時やウォームアップ時のように熱量を必要とする場合には、温度差を検知するタイミングを短くすることで、ローラの長手方向の温度分布に生じるリプルを低減できる。すなわち、ローラの長手方向の温度が均一化されるので、定着性が向上される。
【０１２３】
一方、待機状態や省電力モード時においては、温度差を検知する間隔を広げることによりローラの長手方向の温度分布がリプルを含むことを許容し、コイルへの通電が一時的に停止されることに起因して出力が変動して同一回路内の照明にフリッカが発生する場合があったとしても、その頻度を低減できる。また、全てのコイル１１ａ，１１ｂに、同時に第３の共振周波数ｆ１２の電力を供給して、個々のコイルから同時に磁束を発生させることで、フリッカが発生することを、抑止できる。
【０１２４】
なお、温度差を検知するタイミングの最短時間（間隔）を０．３秒とする理由は、電力を供給すべきコイルに電力を供給した時点から電力が供給されたコイルの出力が安定するまでに要求される時間（コイルの出力が目標出力に達するまでの時間）に、０．５秒程度の時間が必要であることに起因している。すなわち、電力が供給される対象となるコイルを０．５秒よりも短い周期で切り換えると、コイルの出力が目標出力に達しない場合があるので、電力が供給されるコイルを極度に短い周期で切り換えることは、避けなければならない。また、第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂが検知した温度から温度差を求めて発振回路４３へフィードバックするために、０．２ないし０．３秒必要である。このことから、本願発明においては、温度差を検知するタイミングの最短間隔（周期）を、０．３秒としている。
【０１２５】
なお、図１１では、複写装置１０１の動作状態と関連づけて電力を供給すべきコイルを切り換える例を説明したが、例えばローラの温度に応じて、電力を供給するコイルすなわち第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２を切り換えるタイミングを変化してもよい。
【０１２６】
一例を説明すると、ローラ２の中央の温度およびローラ２の端部の温度の双方が、設定目標温度（本願発明の複写装置１０１では１８０℃）よりも大幅に低いときには、ウォームアップ中であると予測できる。すなわ６２つのサーミスタから出力される温度情報からローラの長手方向の温度差を求めるタイミングを広げても、定着性に問題が生じる可能性は少ない。
【０１２７】
これに対し、第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂにより検知される温度が設定目標温度付近の温度である場合には、定着動作中であると予測できるので、電力が供給されるコイルを切り換えるために温度差を検知する間隔をできるだけ短くして、ローラ２の長手方向の温度分布がリプルを含むことを抑止することが好ましい。
【０１２８】
図１２は、図７ないし図９を用いて前に説明した加熱ローラを昇温する方法のさらに別の温度制御の一例を説明する概略図である。なお、図１２に示すローラ２の温度制御は、主として画像形成動作中あるいは電源が投入されてからローラ２の温度が設定目標温度に達するまでのウォームアップ時に適用される。また、この例では、ローラ２の中央を昇温させるコイル１１ａとローラ２の端部を昇温させるコイル１１ｂのそれぞれに、所定の大きさの電力が、同じ時間ずつ、交互に供給されているものとする。このとき、個々のコイル１１ａ，１１ｂに電力が供給される時間を合計した時間とローラ２の中央の温度と端部の温度の温度差を検知するタイミング（間隔）は、等しく設定されているものとする。
【０１２９】
図１２に示すように、ローラ２の温度が設定目標温度に達するまでのウォームアップおよび画像形成時においては、ＣＰＵ４２に、図７を用いて前に説明したタイミングで、第１および第２のサーミスタ６ａ，６ｂから出力された温度情報が入力される（Ｓ４１）。
【０１３０】
次に、ＣＰＵ４２において、ローラの中央付近の温度を示す温度データＣＴとローラの端部の温度を示す温度データＳＴが、比較される（Ｓ４２）。
【０１３１】
ステップＳ４２において、ローラの端部の温度ＳＴがローラの中央の温度ＣＴよりも高いことが検知されると（Ｓ４２−ＮＯ）、ローラ中央の温度ＣＴに比較してローラ端部の温度ＳＴが、例えば１０℃以上高いか否か、がチェックされる（Ｓ４３）。
【０１３２】
ステップＳ４３において、ローラの端部の温度ＳＴがローラの中央の温度ＣＴよりも１０℃以上高い場合（Ｓ４３−ＹＥＳ）、中央コイル１１ａに第１の共振周波数ｆ１の電力が供給される時間が、例えば１．２秒に、端部コイル１１ｂに第２の共振周波数ｆ２の電力が供給される時間が、例えば０．３秒に、それぞれ設定される（Ｓ４６，Ｓ４７）。
【０１３３】
ステップＳ４３において、ローラの端部の温度ＳＴがローラの中央の温度ＣＴよりも高いが、その差が１０℃未満である場合（Ｓ４３−ＮＯ）、コイル１１ａに第１の共振周波数ｆ１の電力が供給される時間が、例えば１秒に、コイル１１ｂに第２の共振周波数ｆ２の電力が供給される時間が、例えば０．５秒に、それぞれ設定される（Ｓ４４，Ｓ４５）。
【０１３４】
これに対し、ステップＳ４２において、ローラの中央の温度ＣＴがローラの端部の温度ＳＴよりも高いことが検知されると（Ｓ４２−ＹＥＳ）、ローラの中央の温度ＣＴに比較して、ローラの端部の温度ＳＴが、例えば１０℃以上高いか否かが、チェックされる（Ｓ５３）。
【０１３５】
ステップＳ５３において、ローラの中央の温度ＣＴがローラの端部の温度ＳＴよりも１０℃以上高い場合には（Ｓ５３−ＹＥＳ）、コイル１１ｂに第２の共振周波数ｆ２の電力が供給される時間が、例えば１．２秒に、コイル１１ａ第１の共振周波数ｆ１の電力が供給される時間が、例えば０．３秒に、それぞれ、設定される（Ｓ５４，Ｓ５５）。
【０１３６】
ステップＳ５３において、ローラの中央の温度ＣＴがローラの端部の温度ＳＴよりも高いが、その差が１０℃未満である場合には（Ｓ５３−ＮＯ）、ローラの端部を昇温させるコイル１１ｂに第２の共振周波数ｆ２の電力が供給される時間が、例えば１秒に、ローラの中央を昇温させるコイル１１ａに第１の共振周波数ｆ１の電力が供給される時間が、例えば０．５秒に、それぞれ、設定される（Ｓ５６，Ｓ５７）。
【０１３７】
より詳細には、図７ないし図９、図１０および図１１を用いて前に説明したローラの温度制御においては、ローラ中央の温度とローラ端部の温度から温度差を検知するタイミング（周期）が、例えば１．５秒である場合、検知した温度が低い側のコイルへ電力を供給し、温度差を検知する周期（間隔）の間は、同じコイルに電力を供給している。従って、電力が供給されるコイルを切り換えるタイミングが長いほど、ローラの長手方向の温度差が大きくなる。これに対して、ローラの長手方向の温度差を小さくするには、電力が供給されるコイルを切り換える間隔を短くすることが有効であることは、既に説明した通りである。
【０１３８】
このことから、図１２に示したコイルへの電力供給では、検知した温度が低い側のコイルへ電力を供給するが、供給する時間を、温度差を検知するタイミングよりも短い時間としている。
【０１３９】
例えば、ステップＳ４４およびＳ４５により説明した通り、温度差を検知する間隔が１．５秒である場合に、中央を昇温させるコイル１１ａに、１秒間電力を供給した後、残りの０．５秒間は、端部を昇温させるコイル１１ｂに電力を供給することを特徴とする。
【０１４０】
このように、例えばローラ２の中央を昇温するために利用されるコイル１１ａもしくはローラ２の端部を昇温するために利用されるコイル１１ｂのいずれかに連続して所定の電力が供給される時間は、温度差を検知する周期である１．５秒よりも短い間隔（上述した例では１秒）となり、切り替えタイミングを早くすることができる。従って、ローラ２の長手方向の温度差を低減できる。
【０１４１】
なお、上述した例では、温度差を検知する間隔を１．５秒とし、コイル１１ａとコイル１１ｂのそれぞれに所定の電力を供給する時間を、１．０秒と０．５秒としたが、それでもローラ２の中央とローラ２の端部の温度差が大きくなる場合には、それぞれのコイルに電力を供給する時間の比率を変化する。また、温度差を検知する間隔およびその間隔内でのコイル１１ａおよびコイル１１ｂへの電力供給の比率は、サービスマンによるサービスモードにおいて、例えば操作パネル１４１の図示しない所定の入力キー、例えば複写倍率設定キー等により変更可能である。また、主制御回路１５１に、電力供給比率を入力可能であれば、その入力方法（形態）は、実施可能な、いかなる方法および構成も利用可能である。
【０１４２】
例えば温度差が１０℃を超えるような場合には、ステップＳ４６およびＳ４７に示す通り、温度差を検知する間隔が１．５秒である場合に、中央を昇温させるコイル１１ａに１．２秒間電力を供給し、残りの０．３秒間に端部を昇温させるコイル１１ｂに電力を供給する。なお、それぞれのコイル１１ａ，１１ｂに電力が供給される時間を切り換える場合、ステップＳ４３で検知される温度差が１０℃よりも大きくなった場合のみとする。
【０１４３】
なお、待機時や省電力モード待機時においては、個々のコイル１１ａ，１１ｂに供給される電力を切り換えるタイミングは、例えばローラ２の温度の低い位置と対向されるコイルに２秒、残りのコイルに１秒に、変更される。また、温度が所定温度を越える場合には、前に説明した他の実施の形態と同様に、それぞれのコイルへの電力供給が一時的に停止される。
【０１４４】
また、全てのコイル１１ａ，１１ｂに、同時に第３の共振周波数ｆ１２の電力を供給して個々のコイルから同時に磁束を発生させることで、個々のコイルから発生される磁束の量を所定量に制限するとともに、ローラ２を全域に亘って昇温させることもできる。
【０１４５】
上述した方法によれば、それぞれのコイルに電力が供給される比率（切り換えタイミング）を変化させずに、切り換え間隔を延ばすことできる。従って、駆動回路によるそれぞれのスイッチング回路への電力供給がオン／オフされる回数（駆動回路により電源回路の出力がスイッチング回路へ接続される回数）が低減され、電圧変動が抑止される。すなわち、例えばフリッカ等が発生している（あるいは発生する虞れがある）場合に、有益である。なお、一方の（温度の高い側に対向される）コイルに連続して電力が供給される時間が短縮されるので、ローラ２の長手方向の温度分布が均一化される。また、図１２を用いて説明した実施の形態は、例えば温度差を検知するタイミングが、温度検知回路の定数等の関係で比較的遅い場合に、特に有益である。
【０１４６】
なお、図１２に示した電力供給の切り換えは、複写装置１０１の動作モードに応じて個々のコイルに電力を供給するタイミングを切り換える例を説明したが、ローラ２の温度に応じて可変してもよい。例えば、ローラの温度が設定目標温度（例えば１８０℃）よりも大幅に低い場合は、任意のコイルに電力が供給される時間そのものを長くしてもよい。反対に、設定目標温度の近傍の温度までローラの温度が昇温されたことがサーミスタ６ａ，６ｂにより検知された以降は、個々のコイルに所定の電力が供給される切り換えタイミングを短くしてもよい。
【０１４７】
なお、図１２で示した電力供給切り換え制御と、図９あるいは図１０で示した制御とを組み合わせることも可能である。また、複写装置の動作モードに応じて上記制御方法を切り換えて動作させてもよいことは言うまでもない。
【０１４８】
図１３は、図２および図３を用いて前に説明した励磁コイルを空芯コイルとした場合のコイルの断面の一例を説明している。
【０１４９】
図１３に示されるように、加熱ローラ２に収容される励磁コイル５１１を、直径が０．１ｍｍの銅線材を耐熱性のポリアミドイミドにより相互に絶縁した線材を１９本束ねたリッツ線で形成した平面コイル５１１ａ，５１１ｂとし、それぞれのコイルを、外周を円筒状としたコイル保持体５１２に沿わせて、加熱ローラ２の内周に沿わせることも可能である。
【０１５０】
このように、誘導加熱方式を利用した定着装置において、個々のコイルに印加する駆動出力の周波数を高めたことにより、コイルに用いる線材の断面積を低減できるので、外径の小さな加熱ローラを利用可能となる。
【０１５１】
また、複数のコイルを加熱ローラの軸方向に配置し、各コイルに所定の周波数の電力を選択的に供給することにより、駆動回路およびスイッチング回路を１つに集約できる。
【０１５２】
この結果、消費電力を増大することなく、昇温能力を向上できる。
【０１５３】
図１４は、図１に示した画像形成装置がカラー画像を出力可能な場合等に利用可能な全てのローラに励磁コイルが組み込まれている定着装置を含む場合に、各励磁コイルに所定の周波数の電力を供給できる制御機構を説明している。なお、図４および図５を用いて前に説明した励磁ユニットと同一あるいは類似した構成には、同じ符号を附して詳細な説明を省略する。
【０１５４】
詳述しないが、定着装置１の加熱ローラ２および加圧ローラ３のそれぞれに、第１および第２のコイル６１１ａ，６１１ｂが組み込まれている場合を例に説明する。
【０１５５】
図１４を参照すれば、加熱ローラ２に組み込まれている第１のコイル１１ａは励磁回路３１のコンデンサ３２と直列に、加圧ローラ３に組み込まれている第２のコイル１１ｂは同コンデンサ３３と直列に、それぞれ、接続されている。
【０１５６】
このことから、図６を用いて前に説明した曲線Ｐ１で示される第１の共振周波数ｆ１の電力は、加熱ローラ２を昇温するために利用される。また、同曲線Ｐ２で示される第２の共振周波数ｆ２の電力は、加圧ローラ３を昇温するために利用される。なお、なお、両コイル６１１ａ，６１１ｂに、同時に所定の磁束を発生させることのできる第３の共振周波数ｆ１２も、前に説明したと同様に両コイルに供給される。
【０１５７】
このような系においては、上述の第３の周波数ｆ１２により、加熱ローラ２と加圧ローラ３を同時に昇温させる（加熱する）ことで、例えば待機時等に、消費電力を低減させながら、それぞれのローラの温度を、僅かな通電時間で画像形成が可能な温度に復帰させることのできる温度に維持できる。
【０１５８】
以上説明したように、この発明の定着装置によれば、定着装置および複写装置が組み込まれる商用電源回路内の照明に、フリッカが生じることが抑止できる。しかも、被加熱対象を所定の温度まで昇温するために要求される昇温時間も短縮できる。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、電磁誘導を利用した誘導加熱型の定着装置において、コイルを流れる電流の大きさを抑止しながら、定着装置の大きさも低減される。しかも、被加熱対象を所定の温度まで昇温するために要求される昇温時間も短縮される。従って、ウォームアップ時間の短い画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の定着装置が組み込まれる画像形成装置の一例を説明する概略図。
【図２】図１に示した画像形成装置に利用可能な定着装置の一例を説明する概略図。
【図３】図２に示した定着装置における励磁コイルの配列の一例を説明する概略図。
【図４】図２および図３に示した定着装置および図１に示した画像形成装置の制御系を説明する概略ブロック図。
【図５】図４に示した制御系における励磁ユニットの一例を説明する概略図。
【図６】図５に示した励磁ユニットが、第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２と、いずれのコイルも同時に定格出力に対して所定の割合となる出力を出力させることのできる第３の共振周波数ｆ１２を出力できる原理を説明する概略図。
【図７】図２ないし図４に示したこの発明の定着装置の駆動方法の一例を説明するフローチャート。
【図８】図２ないし図４に示したこの発明の定着装置の別の駆動方法によるローラ温度の変化を説明する概略図。
【図９】図２ないし図４に示したこの発明の定着装置のさらに別の駆動方法によるローラ温度の変化を説明する概略図。
【図１０】図２ないし図４に示したこの発明の定着装置の駆動方法のさらに別の例を説明するフローチャート。
【図１１】図２ないし図４に示したこの発明の定着装置の駆動方法のまたさらに別の例を説明するフローチャート。
【図１２】図２ないし図４に示したこの発明の定着装置の駆動方法のまたさらに別の例を説明するフローチャート。
【図１３】図２に示した励磁コイルを空芯コイルとする実施の形態を説明する概略図。
【図１４】図１に示した画像形成装置がカラー画像を出力可能な場合等に利用可能な全てのローラに励磁コイルが組み込まれている定着装置を含む場合に、各励磁コイルに所定の周波数の電力を供給できる制御機構の一例を説明する概略図。
【符号の説明】
１・・・定着装置、２・・・加熱ローラ、３・・・加圧ローラ、６ａ・・第１のサーミスタ（第１の温度検知機構）、６ｂ・・第２のサーミスタ（第２の温度検知機構）、１１・・・励磁コイル、１１ａ・・中央コイル（第１のコイル体）、１１ｂ・・端部コイル（第２のコイル体）、１１−１・・端部コイル（一端側）、１１−２・・端部コイル（他端側）、２１・・・励磁ユニット、２２・・・温度検知回路、３１・・・共振（スイッチング回路）、４１・・・制御ユニット、４２・・・ＣＰＵ、４３・・・発振回路、５１・・・駆動回路、５２・・・スイッチング素子、１０１・・・複写装置（画像形成装置）、１３１・・・整流回路、１３２・・・電流検知回路、１３３・・・電力検知回路、１５１・・・主制御装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating device using induction heating, and more particularly, to a fixing device for fixing toner that can be used in an electrophotographic copying machine or a printer using a heat-fusible toner as a visualizing agent.
[0002]
[Prior art]
A fixing device incorporated in a copying apparatus using an electrophotographic process heats and melts the toner formed on the transfer medium, and fixes the toner to the transfer medium.
[0003]
As a method for heating the toner usable for the fixing device, a method using radiant heat obtained by turning on a filament lamp, a flash fixing method using a flash lamp, and the like are widely known. In recent years, a fixing device using an induction heating device utilizing heat generated by a metal due to electromagnetic induction has been put to practical use.
[0004]
Further, in many cases, a heat (fixing) roller in which a heater is set inside, and a pressure roller which is pressed against the heat roller at a predetermined point on the outer periphery of the heat roller are used. According to this structure, it is widely known that not only can the heat of the heat roller be efficiently supplied to the toner, but also the pressure for fixing the melted toner to the transfer medium can be easily provided to the transfer medium and the toner. Have been.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Induction heating type heating devices are widely used today because the time required to raise the surface temperature of the heat roller to a fixing temperature is shorter than that of a system using a filament lamp as a heat source. .
[0006]
By the way, in many fixing devices using an induction heating type heating device, a purpose is to reduce the cost of a drive circuit that supplies predetermined power to an induction coil that generates an eddy current in the heat roller in order to raise the temperature of the heat roller. For example, a general-purpose circuit called a quasi-E class is used.
[0007]
However, when a quasi-E class general-purpose circuit is used, a current of several tens of amperes flows through the induction coil due to the impedance of the inverter circuit including the induction coil. This causes a problem of increasing the cross-sectional area of the electric wire used for the induction coil.
[0008]
In addition, since the size of the induction coil is increased due to the need to use wires having a large cross-sectional area, the induction coil is placed inside the heat roller in order to increase the efficiency of using the magnetic flux generated from the induction coil. In this case, there is a problem that the outer diameter of the heat roller is increased.
[0009]
Due to the magnitude of the current flowing through the inverter circuit, that is, the induction coil, when the current is supplied to the induction coil from the non-energized state or when the current supplied to the induction coil is cut off, There is a problem that flicker occurs in which the amount of light radiated from the illuminating equipment disposed, particularly a discharge lamp such as a fluorescent lamp, changes.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to suppress a change in the magnitude of a current flowing through a circuit, that is, a voltage fluctuation in a fixing device using electromagnetic induction, and to reduce the size of the fixing device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a heat-fusible material having a hollow cylindrical shape or an endless belt shape, wherein the peripheral surface is cylindrical and the belt surface is movable at a predetermined speed in the case of a belt. And a heating object capable of supplying predetermined heat to a substrate holding the heat-fusible substance, and a state in which the heat-fusible substance and the substrate are interposed between the heating object and the heating object. Is arranged so as to provide a predetermined pressure to the object to be heated, and the peripheral surface and the belt surface of the object to be heated are moved by moving the peripheral surface and the belt surface of the object to be heated at a predetermined speed. And a pressure providing mechanism that is movable in accordance with the pressure and is disposed in a predetermined positional relationship with respect to the object to be heated, and is different from the first frequency or the second frequency, or any of the first and second frequencies. The third frequency current is supplied A heating mechanism capable of generating a predetermined electric power or a magnetic flux necessary for the heating target to output a predetermined amount of heat, and a temperature detection mechanism for detecting a temperature of a predetermined position of the heating target. Setting the frequency of the electric power or the magnetic flux output by the heating mechanism to any one of the first to third frequencies based on the temperature at a predetermined position of the heating target detected by the temperature detection mechanism. And a setting mechanism.
[0012]
The present invention also provides a cylindrical or belt-shaped heating target member formed of a material in which an induction current is generated by electromagnetic induction, and a heating target member which is provided so as to be able to provide a predetermined pressure to the heating target member. A pressurizing member that provides a predetermined pressure to a medium passing therethrough, and a power of an arbitrary frequency for generating an induced current in the member to be heated, capable of outputting a maximum output by resonating with power of a predetermined frequency. And a first coil body to which the first coil body and the object to be heated are arranged in a predetermined positional relationship with respect to each of the first coil body and the member to be heated. A second coil body to which an electric power of an arbitrary frequency for generating an induction current in the heating target member is supplied, and a first coil body generating heat by the induction current from the first coil body. A first temperature detection mechanism that is provided near the position and detects the temperature of the member to be heated at a first position, and a second member that generates heat from the member to be heated by an induced current from the second coil body. And a second temperature detection mechanism for detecting the temperature of the object to be heated at a second position, and a first temperature detection mechanism for the object to be heated detected by the first temperature detection mechanism. A temperature difference detection mechanism that compares a temperature at a position with a temperature at a second position of the object to be heated detected by the second temperature detection mechanism and outputs a temperature difference between the two; A drive control mechanism that switches a timing at which the power of the predetermined frequency is supplied to each of the first coil body and the second coil body such that the value of the temperature difference output by the first coil body becomes a predetermined value. The first coil body and A drive circuit capable of supplying a drive output of at least one of the first and second frequencies or a third frequency different from any of the first and second frequencies to at least one of the second coil bodies; A fixing device is provided.
[0013]
Further, the present invention is arranged such that a cylindrical or belt-shaped object to be heated formed of a material in which an induction current is induced by electromagnetic induction, and a predetermined pressure can be provided to the object to be heated, and pass between the object to be heated. A pressurizing member that provides a predetermined pressure to the medium to be heated, and a power of an arbitrary frequency for generating an induced current in the member to be heated, capable of outputting a maximum output by resonating with power of a predetermined frequency, is supplied. A first coil body, which can resonate with power of a predetermined frequency to output a maximum output, and are arranged in a predetermined positional relationship with respect to the first coil body and the member to be heated. A second coil body to which electric power of an arbitrary frequency for generating an induced current is supplied, and a second coil body provided near a first position where the member to be heated generates heat by the induced current from the first coil body; versus A first temperature detecting mechanism for detecting a temperature of the member at a first position, and a first temperature detecting mechanism provided near a second position where the member to be heated generates heat by an induced current from the second coil body; A second temperature detecting mechanism for detecting a temperature at the second position, and a temperature of the heating target member at the first position detected by the first temperature detecting mechanism and a heating detected by the second temperature detecting mechanism. A temperature difference detection mechanism that compares the temperature at the second position of the target member and outputs the temperature difference, and a first temperature difference mechanism that outputs the temperature difference to a predetermined value so that the value of the temperature difference output by the temperature difference detection mechanism becomes a predetermined value. And a drive control mechanism for switching a timing at which electric power of a predetermined frequency is supplied to each of the coil body and the second coil body, wherein the first coil body and the second coil body At least one of the first and second A driving circuit capable of supplying a driving output of any one of a frequency and a third frequency different from any of the first and second frequencies, the temperature of the first position detected by a temperature difference detection mechanism and the temperature of the first position, At least one of the first coil body and the second coil body is different from the first and second frequencies or the first and second frequencies according to a difference from the temperature at the second position. It is an object of the present invention to provide a temperature raising method characterized in that a drive output of any one of the third frequencies is supplied.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, with reference to the drawings, it is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus to which an induction heating fixing device according to an embodiment of the present invention can be applied.
[0015]
As shown in FIG. 1, a digital copying apparatus (image forming apparatus) 101 forms an image corresponding to image data supplied from an image reading apparatus (scanner) 102 or a scanner 102 or an external device, and a fixing target (transfer material). ), And an image forming unit 103 for fixing the sheet P to the sheet P. Note that an automatic document feeder (ADF) 104 is provided integrally with the scanner 102.
[0016]
The image forming unit 103 is irradiated with light in a state where a predetermined potential is applied, thereby changing the potential of the light-irradiated region and holding the change in the potential as an electrostatic image for a predetermined time. The photosensitive member has a cylindrical photosensitive drum 105 formed on the outer peripheral surface.
[0017]
The information on the image to be output is exposed on the photosensitive layer of the photosensitive drum 105 by an exposure device 106 capable of outputting a laser beam whose light intensity has been changed in accordance with the image data. As a result, an image is formed on the photosensitive layer of the photosensitive drum 105 as an electrostatic image, that is, a potential change corresponding to image data.
[0018]
The image formed on the photosensitive drum 105 is visualized by selectively supplying toner by the developing device 107.
[0019]
An aggregate of toner, that is, a toner image on the photosensitive drum 105, to which toner is supplied and developed by the developing device 107, is supplied with a voltage for toner transfer from a transfer device (not described in detail), so that the paper P Is transferred to The sheet P is taken out of the cassette 108 one by one by a pickup roller 109 and is conveyed along a conveying path 110 to an aligning roller 111.
[0020]
The paper P conveyed to the aligning roller 111 rotates the aligning roller 111 at a predetermined timing in order to align the position of the sheet P with the toner image formed on the photosensitive drum 105. The toner image is supplied to the transfer position after being aligned with the upper toner image.
[0021]
The toner image transferred to the sheet is melted by applying heat and pressure by the fixing device 1 and is fixed (fixed) to the sheet by the pressure provided by the fixing device.
[0022]
The paper P on which the toner image is fixed by the fixing device 1 is discharged by a discharge roller 112 to a discharge tray 113 defined between the paper cassette 108 and the scanner 102.
[0023]
2 and 3 are schematic diagrams illustrating an example of a fixing device used in the image forming apparatus illustrated in FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state where the fixing device 1 is cut substantially at the center in the lengthwise direction. FIG. 3 is a plan view of the fixing device 1 with a cover (not shown) removed. FIG. 4 is a schematic plan view showing a state as viewed from above.
[0024]
The fixing device 1 includes a fixing (heating) roller 2 having a diameter of approximately 20 mm and a press (pressure) roller 3 having a diameter of approximately 20 mm.
[0025]
The heating roller 2 is a metal hollow cylinder having a thickness of about 1 mm, more preferably about 0.5 mm. In this embodiment, the roller 2 is made of iron, but stainless steel, nickel, aluminum, or an alloy of stainless steel and aluminum can be used.
[0026]
On the surface of the heating roller 2, a release layer (not shown) in which a fluororesin represented by an ethylene tetrafluoride resin or the like is deposited by a predetermined thickness is formed. The length of the heating roller 2 is, for example, approximately 340 mm. In place of the heating roller 2, a metal film having an endless belt-like sheet formed by depositing a predetermined thickness of metal on the surface of a resin film having high heat resistance can be used.
[0027]
The pressure roller 3 is an elastic roller in which a predetermined diameter of a rotating shaft having a predetermined diameter is coated with a predetermined thickness of silicon rubber or fluorine rubber. The length of the pressure roller 3 is approximately 320 mm.
[0028]
The pressure roller 3 is substantially parallel to the axis of the heating roller 2, and is pressed against the axis of the heating roller 2 by a pressure mechanism 4 at a predetermined pressure. Thereby, a part of the outer peripheral surface of the heating roller 3 is elastically deformed, and a predetermined nip is defined between both rollers. When a metal film is used instead of the heating roller 2, the nip may be formed on the film side.
[0029]
The heating roller 2 is rotated in a direction indicated by an arrow at a substantially constant speed by a fixing motor 123 described later with reference to FIG. 4 or a drum motor 121 for rotating the photosensitive drum 105 shown in FIG.
[0030]
Since the pressure roller 3 is in contact with the heating roller 2 at a predetermined pressure by the pressure mechanism 4, the rotation of the heating roller 2 causes the heating roller 2 to rotate in a direction opposite to the direction in which the heating roller 2 is rotated. .
[0031]
A position on the circumference of the heating roller 2 where the heating roller 2 and the pressure roller 3 are in contact with each other is called a nip. A peeling claw 5 for peeling the sheet P passing through the nip from the heating roller 2 is located at a predetermined position near the nip downstream of the nip in the direction in which the roller 2 is rotated.
[0032]
Around the heating roller 2, at least two temperature detecting elements 6 a and 6 b, a cleaner 7, and a heat generation abnormality detecting element 8 are provided in order along the direction in which the roller 2 rotates and away from the peeling claw 5. ing.
[0033]
The temperature detecting elements 6a and 6b detect the temperature of the outer peripheral surface of the heating roller 2, and for example, a thermistor can be used. Note that at least one of the two temperature detecting elements 6a and 6b is located substantially at the center of the roller 2 in the longitudinal direction. The other one is located at one end of the roller 2 in the longitudinal direction. It goes without saying that three or more thermistors may be provided. The thermistors 6a and 6b will be described below. However, when the exciting coil is divided into two or more in the longitudinal direction of the roller 2, at least one coil or coil set is provided.
[0034]
The cleaner 7 removes toner and paper dust generated from paper or dust that adheres to the fluororesin provided at a predetermined thickness on the outer periphery of the heating roller 2 or dust that floats inside the apparatus and adheres to the heating roller 2. Remove. The cleaner 7 includes a cleaning member formed of a material that is unlikely to damage the fluororesin layer even when it is in contact with the heating roller 2, for example, a felt or a fur brush, and a support member that supports the cleaning member. Note that the cleaning member may be a member that is rotated while being in contact with the surface of the heating roller 2, or a member that is pressed against the outer peripheral surface of the heating roller 2 with a predetermined pressure (non-rotation). Is also good.
[0035]
The heat generation abnormality detecting element 8 is, for example, a thermostat, and detects a heat generation abnormality in which the surface temperature of the heating roller 2 rises abnormally. If a heat generation abnormality occurs, the heat generation abnormality detection element 8 is connected to a heating coil (excitation coil) described below. It is used to shut off the power supplied to it.
[0036]
The order and position of the temperature detecting elements 6a and 6b, the cleaner 7, and the heat generation abnormality detecting element 8 are not limited to the order and position shown in FIG.
[0037]
On the circumference of the pressure roller 3, there are provided a peeling claw 9 for peeling the paper P from the pressure roller 3 and a cleaning roller 10 for removing toner attached to the peripheral surface of the pressure roller 3.
[0038]
Inside the heating roller 2, an exciting coil 11 for generating an eddy current is disposed on the material of the roller 2. In the example shown in FIGS. 3 to 5, the excitation coil 11 includes a first coil 11 a positioned substantially near the center in the longitudinal direction of the heating roller 2 and a second coil provided near both ends of the heating roller 2. 11b. That is, the second coil 11b is useful for heating the vicinity of both ends of the heating roller 2 as compared with the first coil 11a capable of heating near the center in the longitudinal direction of the heating roller 2. In other words, the second coil 11b is divided along an axis for enabling the peripheral surface of the heating roller 2 (or the belt surface when a belt body is used) to be moved at a predetermined speed. The first coil 11a is positioned so as to be arranged between the divided states. When it is necessary to identify the individual coils of the second coil 11b, the respective coils are referred to as a coil 11-1 and a coil 11-2, respectively.
[0039]
Each of the first and second coils 11a and 11b is made of a wire having a predetermined cross-sectional area, and is formed with a predetermined number of turns so as to resonate at a unique resonance frequency and have a maximum resistance value. Have been. In the example shown in FIG. 3, the second coil 11b is provided on both sides of the first coil 11a in the longitudinal direction of the heating roller 2, for example. In addition, the first coil 11a and the second coil 11b may be divided into two parts, for example, substantially at the center of the heating roller 2. Further, as shown in FIG. 14, for example, when a coil is provided on the pressing roller 3, a first coil 611a is disposed on the heating roller 2 side, and a second coil 611b is disposed on the pressing roller 3 side. You may.
[0040]
The first and second coils 11a and 11b are each formed so as to output a predetermined output. The output of each coil is originally a current value capable of providing a magnetic flux capable of generating an eddy current for causing the heating roller 2 (or the pressing roller 3) to generate heat. Since it is managed as the power consumed by the coil, it is hereinafter referred to as power (or output). In the example shown in FIG. 3, the resonance frequency of each coil is the second coil 11 b (when 11-1 and 11-2 are connected in series) or the individual coil 11-included in the second coil. At least one of the first coil 11a and the first coil 11a is set to a frequency different from the resonance frequency of the first coil 11a.
[0041]
Each of the coils 11a and 11b is wound around a coil holder 12 made of engineering plastic or ceramic, which has high heat resistance and high insulation. For the coil holder 12, for example, a PEEK (polyetheretherketone) material, a phenol material, an unsaturated polyester, or the like can be used. In the embodiment shown in FIG. 2, a core 13 formed of, for example, ferrite is provided inside the coil holder 12 to increase the magnetic flux density that can be used to heat the roller 2. In this case, for the core 13, for example, a dust core (a dust core) having a small loss in a high frequency range is used as a main material. Needless to say, an air-core coil that does not use a core material may be used.
[0042]
When the first coil 11a is, for example, an A4-size sheet conveyed such that the short side thereof is parallel to the axis of the heating roller 2, the first coil 11a has a width capable of heating the width in contact with the outer peripheral surface of the roller 2. Is formed.
[0043]
The first and second coils 11a and 11b (11-1 and 11-2) are formed of a wire having a cross-sectional area equivalent to, for example, a 1 mm copper wire. As the wire, for example, a stranded wire obtained by twisting a plurality of thin wires without an insulating film or a litz wire obtained by twisting a predetermined number of wires each having an individual wire covered with an insulating material can be used.
[0044]
Each of the coils 11a and 11b can be formed by an arbitrary winding method. For example, in the example shown in FIG. 3, the winding direction of the first coil 11a is defined as a direction in which the wire is parallel to the axial direction of the heating roller 2, and the individual coils 11-1 and 11-1 of the second coil 11b are defined. The winding direction of −2 is also defined as a direction in which the wire is parallel to the axial direction of the roller 2. As shown in FIG. 13, the individual coils are formed in a planar shape in which the longitudinal direction of the roller 2 and most of the wire used for the coils are arranged in parallel, and the cross-sectional shape of the coil holder 12 is changed. The roller may be formed along the inner circumference (circle) of the roller 2 by forming the cylindrical shape along the circumferential surface of the coil.
[0045]
FIG. 4 illustrates a part of a drive circuit for operating the fixing device shown in FIGS. 2 and 3 and a control circuit for operating an image forming apparatus in which the fixing device is incorporated.
[0046]
As described above, the exciting coil 11 (coil 11a, coil 11b (11-1,...) For generating an eddy current in the metal material of the heating roller 2 itself to generate heat is provided inside the heating roller 2 of the fixing device 1. 11-2)) are accommodated.
[0047]
An excitation unit 21 that supplies a high frequency output (current and voltage) of a predetermined frequency to each coil of the excitation coil 11 is connected to the excitation coil 11.
[0048]
The excitation unit 21 includes a temperature detection circuit 22 that converts a temperature indication value supplied from the first and second thermistors 6a and 6b into a digital signal, and applies a first frequency f to the individual coils 11a and 11b. 1 , The second frequency f 2 And the third frequency f 12 (Switching circuit) 31 for supplying power, CPU 42 for setting the frequency of power to be output by excitation circuit 31 based on the temperature of roller 2 detected by temperature detection circuit 22, and CPU 42 instructed. A drive circuit 51 for outputting a frequency to the excitation circuit 31 and inputting a drive output obtained by rectifying an AC output of a commercial power supply supplied from the outside to the excitation circuit 31 is included. Note that a power detection circuit 133 is provided between the commercial power supply (not described in detail) and the drive circuit 51 as necessary.
[0049]
The excitation circuit (switching circuit) 31 is configured to connect the coils 11a, 11-1 and the coil 11-2 to each other, for example, in a state where the coils 11a and 11-1 and the coil 11-2 are connected in series. Or all coils can be connected in parallel. That is, the switching circuit 31 can arbitrarily set the series connection or parallel connection of the individual coils 11a and 11b, or the series or parallel connection of the series or parallel connection of the coils 11b and 11-1 and 11-2 and the coil 11a. Also functions as a switching device.
[0050]
The switching circuit 31 outputs the high frequency output to be output by the switching circuit 31, that is, the arbitrary coils 11 a and 11 b as the output of the drive circuit 51 under the control of the CPU 42. The time during which the switching element is turned on, which will be described later, that is, the number of times the switching element is turned on per unit time (drive frequency) is specified. Note that the drive circuit 51 outputs the first frequency f to be supplied to the coil 11a. 1 And the second frequency f to be supplied to the coil 11b 2 And a third frequency f at which both coils can simultaneously output a predetermined output. 12 To the switching circuit 31. In this case, the respective frequencies may be changed, for example, by several hundred Hz, depending on a change in the resistance value due to a rise in the temperature of the roller, a heat generated in the wire of the coil, a rise in the temperature inside the copying apparatus 101, or the like.
[0051]
In other words, the magnitude of the magnetic flux from which the eddy current generated in the heating roller 2 is generated from the respective coils to raise the temperature of the heating roller 2, that is, the heating force, is controlled by the drive circuit 51. By changing the output output from 31 to each coil, it is possible to set an arbitrary size. Generally, the heating power is numerically managed as the power consumption of each coil. Hereinafter, the coil output (power consumption) of each coil will be simply described as power input to the coil.
[0052]
The amount of power detected by the power detection circuit 133 is fed back to the drive circuit 51 at a predetermined timing. The output of the power detection circuit 133 is also input to the main controller 151 on the image forming unit 103 side so that the burnout of the drive circuit 51 can be detected.
[0053]
FIG. 5 illustrates the excitation unit 21 described with reference to FIG. 4 in more detail.
[0054]
The excitation circuit 31 includes a capacitor 32 connected in series with the first coil 11a, and a capacitor 33 connected in series with the second coil 11b (11-1, 11-2). The control unit 41 includes the CPU 42 described above and an oscillation circuit 43 that can output a control signal of an arbitrary frequency. The drive circuit 51 includes a switching element 52 and a capacitor 53, switches the rectified output supplied from the rectifier circuit 131 at the frequency of the control signal supplied from the oscillator circuit 43, and supplies the rectified output to the excitation circuit 31. The current supplied to each coil between the drive circuit 32 and the control unit 41 is detected by the detector 132.
[0055]
FIG. 6 illustrates the relationship between the frequency of the control signal output from the oscillation circuit 43 shown in FIG. 5 and the output of each coil.
[0056]
As described above, the first and second coils 11a and 11b for causing the roller 2 to generate heat have the frequency f, respectively. 1 First resonance frequency and frequency f 2 Of the second resonance frequency f 2 In addition, it is difficult for any of the coils to output the rated output, but the frequency f at which both coils can output an output having a predetermined ratio with respect to the rated output 12 Is operated by the third resonance frequency.
[0057]
As shown in FIG. 1 Of the continuous frequencies at which the first coil 11a can generate magnetic flux, the resonance frequency f 1 Thus, the output of the first coil 11a becomes maximum. Similarly, the curve P 2 Of the continuous frequencies at which the second coil 11b can generate magnetic flux, the resonance frequency f 2 Thus, the output of the second coil 11a becomes maximum. The frequency at which both coils 11a and 11b can simultaneously generate a predetermined magnetic flux is represented by a curve P 1 And curve P 2 Frequency f defined in the region where x Is any frequency. Also, a third frequency f at which the magnetic flux that can be generated by the two coils at the same frequency is maximum. 12 Is the curve P 1 And curve P 2 Is the frequency at which
[0058]
From FIG. 6, the first and second resonance frequencies f 1 , F 2 Is reduced, the third resonance frequency f 12 It is recognized that the output that can be output from both coils 11a and 11b is increased by using. On the other hand, the first and second resonance frequencies f 1 , F 2 If the difference is small, the power consumed by both coils 11a and 11b is increased. Therefore, each resonance frequency is set in consideration of the maximum power that can be input to copying apparatus 101. In this case, when the power detection circuit 133 as shown in FIG. 4 is provided, the maximum power is easily detected by referring to the output. When the power detection circuit 133 is not provided, the magnitude of the input current may be monitored with reference to the output of the current detection circuit 132.
[0059]
Next, an example of control for increasing the temperature of the outer peripheral surface of the heating roller 2 to a predetermined temperature will be described.
[0060]
As is well known, in the fixing device 1 of the induction heating system, the magnitude of the power supplied to each coil from the individual coils 11a and 11b (11-1, 11-2) and A magnetic flux in a predetermined direction is generated depending on the shape. Therefore, an eddy current is generated in the metal portion of the heating roller 2 so as to prevent a change in the magnetic field generated by the magnetic flux generated in the coil. For this reason, Joule heat is generated in the metal part of the heating roller 2 due to the eddy current and the resistance of the metal part itself. When the heating roller 2 generates heat by the Joule heat, the temperature of the heating roller 2 is increased, and the paper P passing between the heating roller 2 and the pressure roller 3 is heated.
[0061]
More specifically, as described above with reference to FIGS. 2 to 5, the temperature of the surface of the heating roller 2 is set near the center in the longitudinal direction of the roller 2 heated by the first coil 11a and the second coil. The temperature can be independently controlled at both ends in the longitudinal direction of the roller 2 whose temperature is increased by 11b.
[0062]
The frequency of the electric power supplied to each of the coils 11a and 11b is determined by the temperature data indicating the temperature near the center of the outer peripheral surface of the heating roller 2 detected by the first thermistor 6a output from the temperature detecting circuit 22, and the second The temperature is set by the CPU 42 based on temperature data indicating the temperature of both ends of the roller 2 detected by the thermistor 6b. The frequency set by the CPU 42 is instructed to the oscillation circuit 43 as a control signal. Based on the temperature difference output from the temperature detection circuit 22, a motor pulse is supplied from the main control circuit 151 of the copying apparatus 101 to, for example, the fixing motor 123 for rotating the roller 2, that is, the motor drive circuit 153. .
[0063]
Further, the correspondence between the temperature data and the output and the first to third resonance frequencies f set by the CPU 42 are set. 1 , F 2 And f 12 Are output in advance, for example, in a memory (not shown) in which data can be rewritten. The data stored in the memory can be arbitrarily rewritten according to the power supply situation in the country or region where the copying apparatus 101 is installed or the maximum input power allowed for the copying apparatus 101.
[0064]
On the other hand, the main control circuit 151 of the copying apparatus 101 can detect, for example, an abnormality of any of the thermistors 6a and 6b or the temperature detection circuit 22 based on the temperature data output from the temperature detection circuit 22. That is, when any abnormality occurs in each of the thermistors 6a and 6b and the temperature detecting circuit 22, or when the sheet is jammed in the image forming unit 103, the power supply to the coil for raising the temperature of the heating roller 2 is cut off. When it is necessary to perform the operation, a control instruction for stopping the drive instruction supplied from the oscillation circuit 43 to the switching element 52 of the drive circuit 51 can be input to the CPU 42.
[0065]
In the method of supplying predetermined power to the first and second coils of the fixing roller of the fixing device using the excitation circuits shown in FIGS. 4 and 5, in principle, the first (center) coil 11a And the second (end) coil 11b is not simultaneously supplied with power.
[0066]
That is, in the embodiment of the present invention, a method is used in which predetermined power is supplied to only one of the coils or power is not supplied temporarily to any of the coils. In the embodiment of the present invention, the power supplied to the first coil 11a and the power supplied to the second coil 11b are set to be substantially equal. Also, roughly, when a predetermined power is alternately supplied to the first and second coils 11a and 11b and the temperature near the center of the roller 2 reaches the set target temperature, the roller 2 is temporarily stopped. Power supply to all coils may be stopped until the temperature near the center becomes lower than the set target temperature by a predetermined temperature. Conversely, electric power may be supplied to only one of the coils with a maximum of a certain time, for example, about 15 seconds.
[0067]
Needless to say, it is possible to supply power to all the coils at the same time, but in that case, the power detection mechanism for detecting the power output by the coils must be provided for each coil. As described above, it is preferable to supply power to only one of the coils. When the power supplied to the individual coils, that is, the difference between the driving frequencies becomes larger than a predetermined level, not only the above-described interference sound is generated but also the specific power of the commercial power supply to which the copying apparatus 101 is connected. Since voltage fluctuation occurs within the range and flicker occurs, it is preferable that the power supplied to each coil be made substantially equal when switching the coil to which power is supplied.
[0068]
Next, a method of selecting which coil is to be supplied with the predetermined power and raising the temperature of the heating roller will be described.
[0069]
As described above, during normal heating in which the entire area in the longitudinal direction of the heating roller 2 is substantially uniformly heated, a high-frequency output of a predetermined frequency from the switching circuit 31 previously described with reference to FIG. (Current and voltage). In this case, a first resonance frequency f suitable for generating a magnetic flux from the first coil 11a at a predetermined time interval. 1 And a second resonance frequency f suitable for generating a magnetic flux from the second coil 11b. 2 Are alternately input to the individual coils. Note that the common frequency f is different from the resonance frequency of any of the coils, and all coils can generate a magnetic flux of a predetermined magnitude (although it is difficult to generate a rated magnetic flux). 12 Is supplied to all the coils at the same time, and as described above, the power is alternately input (alternately driven) to the individual coils. The emitted illumination light is prevented from flickering (flickering).
[0070]
In addition, the resonance frequency of the coil corresponding to the portion of the roller to be heated and the resonance frequency of the coil corresponding to the remaining portion of the roller are associated with each other, so that the power supplied to the coil to be heated is increased. Thus, a magnetic flux of a predetermined magnitude can be output from the remaining coils. For example, the frequency f, which is a frequency at which the coils 11a and 11b shown in FIG. x By selecting an arbitrary frequency, the output of the coil 11a can be set to about 70%. In this case, since the output of the coil 11b depends on its own resonance frequency, it is not always about 30%. However, a predetermined output within a range limited by the maximum value of the input current or the input power is obtained. can get. Conversely, it is possible to set the output of the coil 11b to about 30%. In this case, too, the output of the coil 11a is set to a predetermined value within a range limited by the maximum value of the input current or the input power. Become. As described above, by supplying predetermined power to each of the coils 11a and 11b based on the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller 2, a temperature difference (temperature ripple) that may occur in the longitudinal direction of the roller is reduced. it can.
[0071]
More specifically, as shown in FIG. 7, when a power switch (not shown) of the copying apparatus 101 is turned on, the first and second thermistors (temperature detecting mechanisms) 6a and 6b cause the thermistors 6a and 6b to communicate with each other. The temperature of the area of the heating roller 2 which is opposed is detected. That is, the temperature near the center in the longitudinal direction of the roller 2 is detected by the thermistor 6a, and the temperature at the end in the longitudinal direction of the roller 2 is detected by the thermistor 6b. The detection outputs output from the thermistors 6a and 6b are input to the temperature detection circuit 22 (S1).
[0072]
Temperature data CT indicating the temperature near the center of the roller 2 and temperature data ST indicating the temperature at the end of the roller 2 output from the temperature detection circuit 22 are output to the CPU 42 and the main control circuit 151 of the image forming unit 103. First, the CPU 42 compares the temperature data CT with a set target temperature read from a memory (not shown). The set target temperature is, for example, 180 ° C. (S2).
[0073]
If the temperature data CT is lower than the set target temperature (S2-YES), the CPU 42 sends the first resonance frequency f to the oscillation circuit 43. 1 Is indicated. Therefore, the frequency f is applied to the first coil 11a. 1 Is supplied (S3).
[0074]
On the other hand, when the temperature at the center of the roller 2 has already reached the set target temperature (S2-NO), the supply of power to the coil 11a is stopped and a standby state (end of warm-up) will be described later. It becomes.
[0075]
Next, it is checked whether the temperature near the center of the roller 2 (temperature data CT) is higher than the temperature at both ends of the roller 2 (temperature data ST) (S4). If it is detected in step S4 that the temperature near the center of the roller 2 is lower than the temperature at the end (S4-NO), as described later, the power to the first coil 11a is reduced. The supply, ie the heating of the center of the roller, is temporarily stopped.
[0076]
When it is detected that the temperature at the center of the roller 2 is higher than the temperature at the end of the roller 2 (S4-YES), a temperature difference "CT-ST" in the longitudinal direction of the roller 2 is detected. The temperature difference “CT-ST” is set to, for example, 5 ° C. (S5).
[0077]
In step S5, when it is detected that the difference between the temperature near the center of the roller 2 and the temperature at the end of the roller 2 is 5 ° C. or more (S5-YES), the power supplied to the coil 11a is In response to an oscillation stop instruction from the CPU 42 to the oscillation circuit 43, the oscillation is shut off (S6).
[0078]
On the other hand, if it is detected in step S5 that the difference between the temperature at the center of the roller 2 and the temperature at the end of the roller 2 is less than 5 ° C. (S5-NO), the coil 11a continues to the second coil. 1 resonance frequency f 1 (The center of the roller 2 is heated).
[0079]
In step S6, when the supply of power to the first coil 11a is stopped, power that is approximately equal to the power supplied to the first coil 11a can be output to the second coil 11b. The second resonance frequency f 2 Is instructed from the CPU 42 to the oscillation circuit 43. Thereby, the frequency f is applied to the second coil 11b. 2 Is supplied (S7).
[0080]
Thereafter, it is checked whether or not the temperature at the end of the roller 2 (temperature data ST) is higher than the temperature near the center of the roller 2 (temperature data CT) (S8).
[0081]
If it is detected in step S8 that the temperature at the end of the roller 2 is higher than the temperature near the center (S8-YES), it is determined whether or not the temperature difference “ST-CT” between the two is larger than 5 ° C., for example. Is checked (S9).
[0082]
In step S9, when it is detected that the temperature at the end of the roller 2 is higher than the temperature at the center (S9-YES), the second resonance frequency f is determined by the CPU 42. 2 Is instructed to the oscillation circuit 43 (S10). Therefore, when the temperature at the center of the roller 2 reaches 180 ° C. and the difference between the temperature at the end of the roller 2 and the temperature at the center of the roller 2 exceeds 5 ° C., the supply of power to all the coils is started. Temporarily stopped.
[0083]
In step S8, when it is detected that the temperature of the end portion of the roller 2 is lower than the central temperature (S8-NO), and in step 8, the temperature difference "ST-CT" is less than 5C. In (S9-NO), the second resonance frequency f is applied to the coil 11b. 2 Needless to say, the power is continuously supplied.
[0084]
In the driving method shown in FIG. 7, the power is first supplied to the first coil 11a which raises the temperature in the center of the roller 2 in the longitudinal direction, and the temperature of the center of the roller 2 is changed to the longitudinal end of the roller. When the temperature of the roller 2 is raised to a predetermined temperature or higher than the temperature of the end of the roller 2 detected at the position facing the second coil 11b to be heated, the power supply to the central coil 11a is stopped, A predetermined power is supplied to the partial coil 11b. When the temperature near the center of the roller 2 in the longitudinal direction reaches 180 ° C., the power supply to all the coils is temporarily interrupted without checking the temperature at the end.
[0085]
By repeating such control, the temperatures of the center of the roller 2 and the end of the roller 2 can be made uniform. In the driving method described above, the set target temperature (180 ° C.) of the roller 2 can be controlled by controlling the power supply based on only the detection result of the thermistor 6 a provided near the center of the roller 2. There is a characteristic that the temperature of the roller 2 can be raised to a substantially equal temperature (180 ° C.) even if the power supply is controlled based only on the detection result by the thermistor 6b provided at the end. In this case, the temperature at the end of the roller 2 may temporarily exceed 180 ° C., but the temperature difference between the roller center temperature CT and the roller end temperature ST is controlled so as not to exceed 5 ° C. As a result, the temperature of a specific portion of the roller does not extremely increase.
[0086]
Needless to say, when both the center and the end of the roller 2 reach the target set temperatures, the first resonance frequency f which is output from the oscillation circuit 43 so that the individual coils 11a and 11b can be heated. 1 And the second resonance frequency f 2 Is stopped, the temperature of the entire area of the roller 2 is maintained substantially uniform.
[0087]
FIGS. 8 and 9 are schematic diagrams illustrating an example in which the switching timing when switching the coil for supplying power described with reference to FIG. 7 is adapted to the operation state of the copying apparatus.
[0088]
In the driving method shown in FIG. 8, when the temperature difference obtained from the temperature data CT at the center of the roller 2 output from the temperature detection circuit 22 and the temperature data ST at the end of the roller 2 reaches 3 ° C., the CPU 42 The frequency indicated to the oscillation circuit 43 is the first resonance frequency f 1 And the second resonance frequency f 2 The user is instructed to switch to one of the following. That is, when the temperature at the center of the roller 2 reaches 180 ° C., the power supply to all the coils is stopped, and the temperature difference between the temperature at the center of the roller 2 and the temperature at the end of the roller 2 reaches 3 ° C. At this point, predetermined power is supplied again to one of the coils. According to this method, even if a temperature distribution ripple (temperature unevenness) occurs in the longitudinal direction of the roller 2, the size thereof can be suppressed to a small value.
[0089]
This driving method is used, for example, when the temperature of the fixing roller 2 is raised to a set target temperature from the time when the power of the copying apparatus 101 is turned on (at the time of warm-up) or during the image forming operation by the copying apparatus 101. This is suitable for a case where a sheet passes between the rollers 2 and 3 (at the time of sheet passing).
[0090]
For example, at the time of paper passing, that is, at the time of warming up after image formation or power-on, a large amount of energy is required to maintain the temperature of the heating roller 2 or to raise the temperature of the roller 2 to a predetermined temperature. Much power near the upper limit of the power that can be input is required. For this reason, even if the control value (temperature difference) is set to 3 ° C., each of the coils 11a and 11b has the first resonance frequency f 1 Power or the second resonance frequency f 2 Is always supplied, so that the power input via the rectifier circuit 131 is less likely to be interrupted. Therefore, it is unlikely that the voltage fluctuation occurs in the same commercial power supply circuit to which the copying apparatus 101 is connected, and the illumination light from the fluorescent lamp (illumination) in the same circuit flickers (flickers occur). Further, since the temperature difference in the longitudinal direction of the roller 2 is also slightly maintained, a problem that the fixing property temporarily decreases is less likely to occur.
[0091]
On the other hand, as is clear from FIG. 8, the temperature difference (control value) between the center and the end of the roller 2 when switching the coil to which power is supplied is set to 3 ° C. , It is clear that the coil to which power is supplied is frequently switched.
[0092]
In this case, as described above, the ripple in the temperature distribution of the roller can be reduced, and a problem such as deterioration of the fixing property does not easily occur. For example, the temperature at the center in the longitudinal direction of the roller 2 reaches 180 ° C. Thereafter, in a standby state in which an input for image formation is awaited, the number of times the resonance circuit 31 is turned on / off is inevitably increased.
[0093]
Specifically, the coils for supplying power are alternately switched, that is, the first resonance frequency f 1 And the second resonance frequency f 2 When the temperature difference, which is a control value for switching, is controlled at 3 ° C., the DC current rectified and supplied by the rectifier circuit 131 is supplied under the condition that the heat of the roller hardly decreases such as in the standby state. Inputting and shutting off of output will be repeated. In this case, voltage fluctuation occurs in the commercial power supply circuit to which the copying apparatus 101 is connected, and flicker may occur in a fluorescent lamp (illumination) in the same circuit.
[0094]
Therefore, in the standby state, for example, as shown in FIG. 9, the timing for switching the coil to which power is supplied, that is, the control value (temperature difference) is set to 6 ° C.
[0095]
As shown in FIG. 9, the first resonance frequency f 1 And the second resonance frequency f 2 Are alternately output by, for example, 6 ° C. due to the temperature difference between the center and the end of the roller 2 in the longitudinal direction. In this case, since the time during which the power is continuously supplied to the coil to which the power is supplied becomes long, the ripple itself in the temperature distribution of the roller is increased.
[0096]
For example, when the temperature of the center of the roller reaches 180 ° C. in a state where power is supplied to the coil 11a that raises the temperature of the center of the roller 2, the input of the DC voltage from the rectifier circuit 131 to each of the coils 11a and 11b is cut off. Is done. Therefore, the temperature at the end of the roller is kept lower than the temperature at the center of the roller.
[0097]
Therefore, when the CPU 42 detects that the temperature difference between the center and the end of the roller exceeds 6 ° C., power is supplied to the coil 11 b in order to raise the temperature of the end of the roller 2. You.
[0098]
As described above, according to the control illustrated in FIG. 9, the time during which power is not supplied to any of the coils is increased as compared with the control example in which the temperature difference is small as described above with reference to FIG. 8. Therefore, the number of input and cutoff of the DC output rectified and supplied by the rectifier circuit 131 is reduced. This means that even if a voltage fluctuation occurs in the commercial power supply circuit to which the copying apparatus 101 is connected and flicker occurs in a fluorescent lamp (illumination) in the same circuit, the frequency (number of times) of the flicker may be reduced. Indicates that it can be suppressed.
[0099]
According to the control shown in FIG. 9, as compared with the control already described with reference to FIG. 8 (and FIG. 7), the ripple of the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller and the difference between the center and the end of the roller are compared. Any temperature difference between them is increased. However, in the standby state, it is not necessary to consider the fixing property, and therefore, there is an advantage that flicker is reduced. Further, it is sufficient that the ripple of the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller 2 falls within a certain range between the time when the image formation is instructed and the time when the sheet P is conveyed between the roller 2 and the roller 3. Power is also reduced.
[0100]
As described above, the first resonance frequency f capable of providing predetermined power to each of the coils 11a and 11b for raising the temperature of the roller 2 of the fixing device 1 according to the operation state of the copying apparatus 101. 1 And the second resonance frequency f 2 Changes in the temperature difference (control value) used to set the timing for switching the power supply, a voltage fluctuation occurs in the commercial power supply circuit to which the copying apparatus 101 is connected, and the voltage from the fluorescent lamp in the same circuit is changed. Generation of flicker in the illumination light can be suppressed. Further, the third resonance frequency f is simultaneously applied to all the coils 11a and 11b. 12 May be supplied to generate magnetic flux simultaneously from the individual coils.
[0101]
FIGS. 7 to 9 illustrate an example in which the operation state of the copying apparatus 101 is monitored and the coil to which power is supplied is switched. However, for example, the timing for switching the coil for supplying power in accordance with the temperature of the roller is described. May be changed.
[0102]
To explain an example, when both the temperature at the center of the roller 2 and the temperature at the end of the roller 2 are significantly lower than a set target temperature (for example, 180 ° C.), a temperature raising operation different from that during the image forming operation ( Since it can be predicted that the warm-up is being performed, the timing for switching the coil to which power is supplied may be roughly (a large temperature difference).
[0103]
On the other hand, when the temperature detected by the thermistors 6a and 6b is a temperature near the set target temperature, it can be predicted that the fixing operation (image forming operation) is being performed, so that the timing of switching the coil to which the power is supplied is switched. It is preferable to suppress the ripple of the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller 2.
[0104]
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of temperature control different from the method of raising the temperature of the heating roller described above with reference to FIGS. 7 to 9. The temperature control described below with reference to FIG. 10 is performed by using a coil for raising the temperature of the center of the roller and a coil for raising the temperature of the end of the roller in order to raise the temperature of the roller already described with reference to FIG. Each has a first resonance frequency f 1 , The second resonance frequency f 2 Of temperature information used when switching the timing of supplying power of any one of the following frequencies.
[0105]
As shown in FIG. 10, first, the operation state of the copying apparatus 101, that is, when a power switch (not shown) of the copying apparatus 101 is turned on, or when a predetermined time has elapsed since the power switch was turned on, an initial operation is performed. (Step S21), such as when the image forming is instructed and the image forming is instructed and the sheet is conveyed between the heating roller and the pressure roller. In addition, at the time of image formation, it can be classified into a fixing time in which a sheet exists between the heating roller 2 and the pressure roller 3 and a sheet interval (interval) in which no sheet exists between the rollers. For this purpose, it is only necessary to classify whether or not power is supplied to the coil. Therefore, it does not matter whether or not there is a sheet between the rollers during image formation. Although not described in detail, the standby state also includes a power saving mode in which the temperature of the roller is maintained at a lower temperature than during normal standby.
[0106]
If the operation state of the copying apparatus 101 checked in step S21 is an image forming time or a warm-up state from when a power switch (not shown) is turned on to a standby state or an image forming enabled state (S21-YES), the temperature is determined. The temperature information output by the first and second thermistors 6a and 6b input via the detection circuit 22 is taken into the CPU 42 of the excitation unit 21 and the main control circuit 151 of the image forming unit 103 (sampled). The interval is set to, for example, 0.3 seconds (S22). Therefore, power supply (or drive stop) to each coil for raising the temperature of either the end portion or the center of the roller 2 and the first resonance frequency f 1 , The second resonance frequency f 2 Is set based on a temperature difference in the longitudinal direction of the roller 2 detected every 0.3 seconds. As a result, the temperature difference between the temperature at the center of the roller and the temperature at the end of the roller is made uniform to the extent that there is almost no difference when the sheet is not conveyed. The interval at which the temperature information is sampled (taken) is determined for a predetermined time, based on the characteristics of the coil (wire diameter, winding radius and number of windings, presence or absence of a core material, etc.) and the power supplied to the coil. For example, it may be set to about 0.5 seconds to 1 second.
[0107]
On the other hand, if the operation state of the copying apparatus 101 checked in step S21 is a standby state that does not belong to either image formation or warm-up (S21-NO), it is input via the temperature detection circuit 22. The interval at which the temperature information output by the first and second thermistors 6a and 6b is taken into the CPU 42 (main control circuit 151) is set to, for example, 5 seconds (S23). In this case, the temperature difference between the temperature at the center of the roller and the temperature at the end of the roller is larger than in the case where the temperature difference is detected at short intervals described in step S22. For the reason explained before using the above, it is not necessary to consider the fixing property much. Therefore, there is an advantage that flicker is reduced. Also, the ripple in the temperature distribution of the roller is increased, but the ripple may be within a certain range between the time when the image formation is instructed and the sheet is conveyed between the roller 2 and the roller 3. Power consumption is also reduced. The interval (time) at which the temperature information is sampled depends on the characteristics of the coil (wire diameter, winding radius and number of windings, presence or absence of a core material, etc.), the material and thickness of the roller 2, and the power that can be supplied to the coil. Based on various parameters such as the maximum value, the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller 2 is fixed between the time when the image formation is instructed and the time when the sheet is conveyed between the rollers 2 and 3. The temperature is set to such an extent that the temperature can be returned to the temperature difference that does not affect the performance.
[0108]
As described above, changing the timing for sampling the temperature information from the first and second thermistors 6a and 6b shown in FIG. 1 Or the second resonance frequency f 2 This is nothing but changing the timing of supplying the power.
[0109]
For example, when heat is required, such as during image formation or warm-up, reducing the interval for detecting the temperature difference in the longitudinal direction of the roller reduces ripple generated in the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller. it can. That is, the temperature distribution is made uniform over the entire area in the longitudinal direction of the roller, so that the fixing property is improved.
[0110]
On the other hand, in the standby state and the power saving mode, the output fluctuates due to the temporary stop of energization of the coil by allowing the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller to include ripple. Therefore, even if flicker occurs in the lighting in the same circuit, the frequency (the number of times) can be reduced.
[0111]
The reason why the shortest time (interval) for detecting the temperature difference is set to 0.3 second is that the time from when the power is supplied to the coil to which the power is supplied to when the output of the coil to which the power is supplied is stabilized. The required time (time required for the output of the coil to reach the target output) requires about 0.5 seconds. That is, if the coil to which power is supplied is switched at a cycle shorter than 0.5 seconds, the output of the coil may not reach the target output, so that the coil to which power is supplied is switched at an extremely short cycle. Switching must be avoided. Further, it takes 0.2 to 0.3 seconds to obtain a temperature difference from the temperatures detected by the first and second thermistors 6a and 6b and feed it back to the oscillation circuit 43. For this reason, in the present invention, the shortest interval (period) for detecting the temperature difference is set to 0.3 second.
[0112]
In FIG. 10, an example in which the coil to be supplied with power is switched in association with the operation state of the copying apparatus 101 is described. However, for example, the timing for switching the coil to supply power is changed according to the temperature of the roller. Is also good.
[0113]
As an example, when both the temperature at the center of the roller 2 and the temperature at the end of the roller 2 are significantly lower than the set target temperature (180 ° C. in the copying apparatus 101 of the present invention), warm-up is in progress. Therefore, the timing of switching the coil to which power is supplied may be roughly determined.
[0114]
On the other hand, if the temperatures detected by the first and second thermistors 6a and 6b are near the set target temperature, it can be predicted that the fixing operation is being performed, so that the first resonance frequency f 1 And the second resonance frequency f 2 It is preferable to suppress the ripple in the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller 2 by setting the timing at which the coil to which power is supplied is switched in small steps.
[0115]
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of a modification of the example in which the temperature of the heating roller described above with reference to FIG. 10 is increased.
[0116]
As shown in FIG. 11, the operation state of the copying apparatus 101 is, for example, when a power switch (not shown) of the copying apparatus 101 is turned on, and after the power switch is turned on, the temperature of the heating roller 2 rises to a predetermined temperature. Warm-up state until the initial operation is completed at the time of heating, during image formation in which image formation is instructed and paper is being conveyed between the heating roller and the pressure roller, or when warm-up or image formation is completed In the case of any of the standby states in which the subsequent image formation is not instructed, the temperatures of the center and the end of the roller 2 detected by the first and second thermistors 6a and 6b are used as the temperature information by the CPU 42 and the image formation. It is continuously input to the main control circuit 151 of the unit 103 at predetermined time intervals (S31). The timing at which the outputs of the thermistors 6a and 6b are taken into the CPU 42 and the main control circuit 151 is, for example, about 0.1 second (100 msec).
[0117]
In step S31, when the input is continuously input to the CPU 42 and the main control circuit 151, the main control circuit 151 determines whether the operation state of the copying apparatus 101, that is, whether the copying apparatus 101 is currently in the warm-up state ( S32), whether or not an image is being formed (S33), and whether or not a standby is being made (S34) are checked. It is needless to say that the order in which the operation states are checked is not governed by the order of the steps described above.
[0118]
If it is detected in step S32 that the copying apparatus 101 is currently warming up (S32-YES), the main control circuit 151 instructs the CPU 42 of the excitation unit 21 to set the first resonance frequency f for the oscillation circuit 43. 1 , The second resonance frequency f 2 In order to output any of the above, it is instructed that the sampling interval for detecting the temperature difference for outputting the control signal is 0.3 seconds (S35).
[0119]
In step S33, when it is detected that the copying apparatus 101 is currently forming an image (S33-YES), the main control circuit 151 sends the image data to the CPU 42 of the excitation unit 21 and the oscillation circuit 43 similarly to step S32-YES. Of the first resonance frequency f 1 Or the second resonance frequency f 2 It is instructed that the sampling interval for detecting the temperature difference used for outputting the control signal for generating any of the above is 0.3 seconds (S35).
[0120]
If it is detected in step S34 that the copying apparatus 101 is on standby (S34-YES), the main control circuit 151 instructs the CPU 42 that the sampling interval for detecting the temperature difference is 5 seconds. (S36). Similarly, when the copying apparatus 101 is not warming up (S32-NO) or when the copying apparatus 101 is not performing image formation (S33-NO), the main control circuit 151 sends the above-described temperature to the CPU 42. It is instructed that the sampling interval for detecting the difference is 5 seconds (S36).
[0121]
In this way, in the control shown in FIG. 11, after sampling the temperature information from the first and second thermistors 6a and 6b, the timing for obtaining the temperature difference from the temperature information is determined according to the operation state of the copying apparatus 101. It is characterized by changing. Changing the timing for obtaining the temperature difference from the temperature information is nothing but changing the timing for supplying power to the coil.
[0122]
For example, when an amount of heat is required, such as during image formation or warm-up, by shortening the timing for detecting the temperature difference, ripples occurring in the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller can be reduced. That is, since the temperature in the longitudinal direction of the roller is made uniform, the fixing property is improved.
[0123]
On the other hand, in the standby state or the power saving mode, the interval of detecting the temperature difference is expanded to allow the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller to include ripples, and the power supply to the coil is temporarily stopped. Therefore, even if the output fluctuates and flickers occur in the illumination in the same circuit, the frequency can be reduced. Further, the third resonance frequency f is simultaneously applied to all the coils 11a and 11b. 12 By generating the magnetic flux simultaneously from the individual coils by supplying the above power, flicker can be prevented from occurring.
[0124]
The reason why the shortest time (interval) for detecting the temperature difference is set to 0.3 second is that the time from when the power is supplied to the coil to which the power is supplied to when the output of the coil to which the power is supplied is stabilized. The required time (time required for the output of the coil to reach the target output) requires about 0.5 seconds. That is, if the coil to which power is supplied is switched at a cycle shorter than 0.5 seconds, the output of the coil may not reach the target output, so that the coil to which power is supplied is switched at an extremely short cycle. Switching must be avoided. Further, it takes 0.2 to 0.3 seconds to obtain a temperature difference from the temperatures detected by the first and second thermistors 6a and 6b and feed it back to the oscillation circuit 43. For this reason, in the present invention, the shortest interval (period) for detecting the temperature difference is set to 0.3 second.
[0125]
Although FIG. 11 illustrates an example in which the coil to which power is supplied is switched in association with the operation state of the copying apparatus 101, the coil that supplies power, that is, the first resonance frequency f 1 And the second resonance frequency f 2 May be changed.
[0126]
For example, when both the temperature at the center of the roller 2 and the temperature at the end of the roller 2 are significantly lower than the set target temperature (180 ° C. in the copying apparatus 101 of the present invention), it is determined that the warm-up is being performed. Can be predicted. That is, even if the timing for obtaining the temperature difference in the longitudinal direction of the roller from the temperature information output from the 62 thermistors is extended, there is little possibility that a problem occurs in the fixing property.
[0127]
On the other hand, if the temperatures detected by the first and second thermistors 6a and 6b are close to the set target temperature, it can be predicted that the fixing operation is being performed, so that the coil to which power is supplied is switched. For this reason, it is preferable that the interval for detecting the temperature difference is set as short as possible to prevent the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller 2 from including a ripple.
[0128]
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of still another temperature control of the method of increasing the temperature of the heating roller described above with reference to FIGS. 7 to 9. The temperature control of the roller 2 shown in FIG. 12 is mainly applied during the image forming operation or at the time of warm-up until the temperature of the roller 2 reaches the set target temperature after the power is turned on. Further, in this example, a predetermined amount of power is alternately supplied to each of the coil 11a for raising the temperature of the center of the roller 2 and the coil 11b for raising the end of the roller 2 for the same time. Shall be. At this time, the sum of the time during which power is supplied to the individual coils 11a and 11b and the timing (interval) for detecting the temperature difference between the center temperature and the end temperature of the roller 2 are set to be equal. And
[0129]
As shown in FIG. 12, during warm-up and image formation until the temperature of the roller 2 reaches the set target temperature, the first and second thermistors are provided to the CPU 42 at the timing previously described with reference to FIG. The temperature information output from 6a and 6b is input (S41).
[0130]
Next, the CPU 42 compares the temperature data CT indicating the temperature near the center of the roller with the temperature data ST indicating the temperature at the end of the roller (S42).
[0131]
In step S42, when it is detected that the temperature ST at the end of the roller is higher than the temperature CT at the center of the roller (S42-NO), the temperature ST at the end of the roller is smaller than the temperature CT at the center of the roller. For example, it is checked whether the temperature is higher than 10 ° C. (S43).
[0132]
In step S43, when the temperature ST at the end of the roller is higher than the temperature CT at the center of the roller by 10 ° C. or more (S43-YES), the first resonance frequency f is applied to the center coil 11a. 1 Is supplied to the end coil 11b at the second resonance frequency f. 2 Are supplied to, for example, 0.3 seconds (S46, S47).
[0133]
In step S43, when the temperature ST at the end of the roller is higher than the temperature CT at the center of the roller but the difference is less than 10 ° C. (S43-NO), the first resonance frequency f is applied to the coil 11a. 1 Is supplied to the coil 11b at the second resonance frequency f. 2 The time during which the power is supplied is set, for example, to 0.5 seconds, respectively (S44, S45).
[0134]
On the other hand, if it is detected in step S42 that the temperature CT at the center of the roller is higher than the temperature ST at the end of the roller (S42-YES), the temperature CT of the roller is compared with the temperature CT at the center of the roller. It is checked whether the temperature ST at the end is higher than, for example, 10 ° C. or more (S53).
[0135]
In step S53, when the temperature CT at the center of the roller is higher than the temperature ST at the end of the roller by 10 ° C. or more (S53-YES), the second resonance frequency f is applied to the coil 11b. 2 Is supplied to the coil 11a at the first resonance frequency f. 1 Are set to, for example, 0.3 seconds, respectively (S54, S55).
[0136]
In step S53, if the temperature CT at the center of the roller is higher than the temperature ST at the end of the roller, but the difference is less than 10 ° C. (S53-NO), the coil 11b for raising the temperature of the end of the roller The second resonance frequency f 2 Is supplied to the coil 11a that raises the temperature of the center of the roller at the first resonance frequency f. 1 Are supplied, for example, to 0.5 seconds, respectively (S56, S57).
[0137]
More specifically, in the temperature control of the roller described above with reference to FIGS. 7 to 9, 10, and 11, the timing (period) of detecting the temperature difference from the temperature at the center of the roller and the temperature at the end of the roller. However, for example, when the time is 1.5 seconds, the power is supplied to the coil having the lower detected temperature, and the power is supplied to the same coil during a cycle (interval) of detecting the temperature difference. Therefore, the longer the switching timing of the coil to which power is supplied, the greater the temperature difference in the longitudinal direction of the roller. On the other hand, as described above, it is effective to reduce the switching interval of the coil to which power is supplied in order to reduce the temperature difference in the longitudinal direction of the roller.
[0138]
For this reason, in the power supply to the coil shown in FIG. 12, power is supplied to the coil having the lower detected temperature, but the supply time is shorter than the timing for detecting the temperature difference.
[0139]
For example, as described in steps S44 and S45, when the interval for detecting the temperature difference is 1.5 seconds, power is supplied to the coil 11a for raising the temperature of the center for one second, and then the remaining 0.5 seconds Is characterized in that power is supplied to the coil 11b for raising the temperature of the end.
[0140]
In this way, for example, predetermined power is continuously supplied to either the coil 11a used to raise the temperature of the center of the roller 2 or the coil 11b used to raise the temperature of the end of the roller 2. The switching time is shorter than 1.5 seconds (1 second in the example described above), which is the cycle for detecting the temperature difference, and the switching timing can be advanced. Therefore, the temperature difference in the longitudinal direction of the roller 2 can be reduced.
[0141]
In the above-described example, the interval for detecting the temperature difference is set to 1.5 seconds, and the time for supplying predetermined power to each of the coils 11a and 11b is set to 1.0 seconds and 0.5 seconds. If the temperature difference between the center of the roller 2 and the end of the roller 2 is still large, the ratio of the time for supplying power to each coil is changed. In the service mode by a serviceman, for example, a predetermined input key (not shown) on the operation panel 141, for example, a copy magnification setting It can be changed by a key or the like. In addition, as long as the power supply ratio can be input to the main control circuit 151, any method and configuration that can be used for the input method (form) can be used.
[0142]
For example, when the temperature difference exceeds 10 ° C., as shown in steps S46 and S47, when the interval for detecting the temperature difference is 1.5 seconds, the coil 11a for raising the center is applied for 1.2 seconds. Electric power is supplied, and electric power is supplied to the coil 11b whose end is heated for the remaining 0.3 seconds. It should be noted that the time during which power is supplied to the coils 11a and 11b is switched only when the temperature difference detected in step S43 is greater than 10 ° C.
[0143]
In the standby mode or the power saving mode standby mode, the timing at which the power supplied to the individual coils 11a and 11b is switched is, for example, 2 seconds for the coil facing the low temperature position of the roller 2 and 2 seconds for the remaining coil. Changed to one second. When the temperature exceeds the predetermined temperature, the power supply to each coil is temporarily stopped as in the other embodiments described above.
[0144]
Further, the third resonance frequency f is simultaneously applied to all the coils 11a and 11b. 12 By generating the magnetic flux simultaneously from the individual coils by supplying the power, the amount of the magnetic flux generated from the individual coils can be limited to a predetermined amount, and the temperature of the roller 2 can be raised over the entire area.
[0145]
According to the above-described method, the switching interval can be extended without changing the ratio (switching timing) at which power is supplied to each coil. Therefore, the number of times the power supply to the respective switching circuits by the drive circuit is turned on / off (the number of times the output of the power supply circuit is connected to the switching circuit by the drive circuit) is reduced, and the voltage fluctuation is suppressed. That is, for example, it is useful when flicker or the like has occurred (or is likely to occur). Note that the time during which power is continuously supplied to one of the coils (facing the higher temperature side) is reduced, so that the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller 2 is made uniform. Further, the embodiment described with reference to FIG. 12 is particularly useful, for example, when the timing of detecting the temperature difference is relatively late due to the constant of the temperature detection circuit and the like.
[0146]
The switching of the power supply shown in FIG. 12 has been described as an example in which the timing of supplying power to the individual coils is switched according to the operation mode of the copying apparatus 101. Good. For example, when the temperature of the roller is significantly lower than the set target temperature (for example, 180 ° C.), the time itself during which power is supplied to an arbitrary coil may be lengthened. Conversely, after the thermistors 6a and 6b detect that the temperature of the roller has been raised to a temperature near the set target temperature, even if the switching timing at which the predetermined power is supplied to the individual coils is shortened, Good.
[0147]
The power supply switching control shown in FIG. 12 and the control shown in FIG. 9 or FIG. 10 can be combined. Needless to say, the control method may be switched to operate according to the operation mode of the copying apparatus.
[0148]
FIG. 13 illustrates an example of a cross section of the coil in the case where the excitation coil described above with reference to FIGS. 2 and 3 is an air-core coil.
[0149]
As shown in FIG. 13, the excitation coil 511 accommodated in the heating roller 2 was formed of a litz wire obtained by bundling 19 wires each having a 0.1 mm diameter copper wire insulated from each other by heat-resistant polyamideimide. The coils may be planar coils 511a and 511b, and the respective coils may extend along the inner periphery of the heating roller 2 along the coil holder 512 having a cylindrical outer periphery.
[0150]
As described above, in the fixing device using the induction heating method, by increasing the frequency of the driving output applied to each coil, the cross-sectional area of the wire used for the coil can be reduced, so that a heating roller having a small outer diameter is used. It becomes possible.
[0151]
Further, by disposing a plurality of coils in the axial direction of the heating roller and selectively supplying power of a predetermined frequency to each coil, the driving circuit and the switching circuit can be integrated into one.
[0152]
As a result, the temperature raising capability can be improved without increasing power consumption.
[0153]
FIG. 14 illustrates a case where the image forming apparatus illustrated in FIG. 1 includes a fixing device in which exciting coils are incorporated in all rollers that can be used when a color image can be output. The control mechanism capable of supplying the electric power is described. Note that the same or similar components as those of the excitation unit described above with reference to FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0154]
Although not described in detail, a case where the first and second coils 611a and 611b are incorporated in each of the heating roller 2 and the pressure roller 3 of the fixing device 1 will be described as an example.
[0155]
Referring to FIG. 14, the first coil 11a incorporated in the heating roller 2 is connected in series with the capacitor 32 of the excitation circuit 31, and the second coil 11b incorporated in the pressure roller 3 is connected to the same capacitor 33. Each is connected in series.
[0156]
From this, the curve P described earlier with reference to FIG. 1 The first resonance frequency f represented by 1 Is used to raise the temperature of the heating roller 2. The same curve P 2 The second resonance frequency f represented by 2 Is used to raise the temperature of the pressure roller 3. It should be noted that a third resonance frequency f capable of simultaneously generating a predetermined magnetic flux in both coils 611a and 611b. 12 Is supplied to both coils in the same manner as described above.
[0157]
In such a system, the above-mentioned third frequency f 12 By heating (heating) the heating roller 2 and the pressure roller 3 at the same time, the image formation can be performed in a short energizing time while the power consumption is reduced, for example, during standby. It can be maintained at a temperature that can be returned to a possible temperature.
[0158]
As described above, according to the fixing device of the present invention, it is possible to prevent flicker from occurring in illumination in a commercial power supply circuit in which the fixing device and the copying device are incorporated. In addition, the time required to raise the temperature of the object to be heated to a predetermined temperature can be reduced.
[0159]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an induction heating type fixing device using electromagnetic induction, the size of the fixing device is reduced while suppressing the magnitude of the current flowing through the coil. In addition, the time required to raise the temperature of the object to be heated to a predetermined temperature is also reduced. Therefore, an image forming apparatus having a short warm-up time can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus in which a fixing device of the present invention is incorporated.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a fixing device that can be used in the image forming apparatus illustrated in FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of an arrangement of exciting coils in the fixing device illustrated in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic block diagram for explaining a control system of the fixing device shown in FIGS. 2 and 3 and the image forming apparatus shown in FIG. 1;
5 is a schematic diagram illustrating an example of an excitation unit in the control system shown in FIG.
FIG. 6 shows a configuration in which the excitation unit shown in FIG. 1 And the second resonance frequency f 2 And a third resonance frequency f at which both coils can simultaneously output an output having a predetermined ratio with respect to the rated output. 12 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the principle by which data can be output.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a method of driving the fixing device of the present invention shown in FIGS. 2 to 4.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a change in roller temperature according to another driving method of the fixing device of the present invention shown in FIGS. 2 to 4.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a change in roller temperature according to still another driving method of the fixing device of the present invention shown in FIGS. 2 to 4.
FIG. 10 is a flowchart illustrating still another example of the method of driving the fixing device of the present invention shown in FIGS. 2 to 4;
FIG. 11 is a flowchart for explaining still another example of the driving method of the fixing device of the present invention shown in FIGS. 2 to 4;
FIG. 12 is a flowchart illustrating yet another example of the driving method of the fixing device of the present invention shown in FIGS. 2 to 4;
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an embodiment in which the excitation coil shown in FIG. 2 is an air-core coil.
FIG. 14 illustrates a case where the image forming apparatus illustrated in FIG. 1 includes a fixing device in which excitation coils are incorporated in all rollers that can be used when a color image can be output. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a control mechanism capable of supplying the electric power of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixing device, 2 ... Heat roller, 3 ... Pressure roller, 6a ... 1st thermistor (1st temperature detection mechanism), 6b ... 2nd thermistor (2nd temperature) Detecting mechanism), 11... Excitation coil, 11a... Central coil (first coil body), 11b... End coil (second coil body), 11-1... End coil (one end side) .., 11-2... End coil (other end side), 21... Excitation unit, 22... Temperature detection circuit, 31... Resonance (switching circuit), 41. CPU, 43 oscillation circuit, 51 drive circuit, 52 switching element, 101 copying apparatus (image forming apparatus), 131 rectifier circuit, 132 current detection circuit 133 ... power detection circuit, 151 ... main controller.

Claims (13)

中空円筒状または無端ベルト状であって、円筒状である場合はその周面およびベルト状である場合にはベルト面が所定の速度で移動可能に形成され、熱溶融性の物質および上記熱溶融性の物質を保持している基材に、所定の熱を供給可能な加熱対象物と、
前記加熱対象物との間に上記熱溶融性物質および上記基材を介在させた状態で前記加熱対象物に所定の圧力を提供可能に配置され、前記加熱対象物の上記周面および上記ベルト面が所定の速度で移動されることにより前記加熱対象物の上記周面および上記ベルト面に追従して移動可能な、圧力提供機構と、
前記加熱対象物に対して所定の位置関係で配置され、第１の周波数または第２の周波数、もしくは第１および第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数の電流が供給されることで、前記加熱対象物が所定量の熱を出力するために必要な所定の電力または磁束を発生可能な加熱機構と、
前記加熱対象物の所定の位置の温度を検知する温度検知機構と、
前記温度検知機構が検知した前記加熱対象物の所定の位置の温度に基づいて、前記加熱機構が出力する上記電力または磁束の周波数を、上記第１ないし第３のいずれかの周波数に設定する設定機構と、
を有することを特徴とする定着装置。It has a hollow cylindrical shape or an endless belt shape. In the case of a cylindrical shape, the peripheral surface thereof is formed, and in the case of a belt shape, the belt surface is formed so as to be movable at a predetermined speed. A heating object capable of supplying a predetermined heat to a substrate holding a substance having a property,
The heat-fusible substance and the base material are interposed between the heating target and the heating target are arranged so as to be able to provide a predetermined pressure to the heating target, and the peripheral surface and the belt surface of the heating target are provided. A pressure providing mechanism, which is movable at a predetermined speed so as to follow the peripheral surface and the belt surface of the object to be heated,
By being arranged in a predetermined positional relationship with respect to the object to be heated, the first frequency or the second frequency, or the current of the third frequency different from any of the first and second frequencies is supplied, A heating mechanism capable of generating a predetermined electric power or magnetic flux required for the object to be heated to output a predetermined amount of heat,
A temperature detection mechanism for detecting the temperature of a predetermined position of the object to be heated,
A setting for setting the frequency of the electric power or the magnetic flux output by the heating mechanism to any one of the first to third frequencies based on the temperature of the predetermined position of the object to be heated detected by the temperature detection mechanism. Mechanism and
A fixing device comprising: 前記加熱機構は、異なる共振周波数が与えられた少なくとも２つのコイル体が前記加熱対象物の上記周面および上記ベルト面が移動される方向と直交する方向に、所定の位置関係となるように配列されたものであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。The heating mechanism is arranged such that at least two coil bodies provided with different resonance frequencies have a predetermined positional relationship in a direction orthogonal to a direction in which the peripheral surface and the belt surface of the object to be heated are moved. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is used. 前記温度検知機構は、上記異なる共振周波数が与えられた上記コイル体により前記加熱対象物が昇温される位置またはその近傍に、上記コイル体に所定の電力が供給される単位毎に任意個数配置され、その単位毎に前記加熱対象物の温度を検知可能であることを特徴とする請求項２記載の定着装置。The temperature detection mechanism may be disposed at or near a position where the temperature of the object to be heated is increased by the coil body provided with the different resonance frequency, for each unit in which predetermined power is supplied to the coil body. 3. The fixing device according to claim 2, wherein the temperature of the object to be heated can be detected for each unit. 前記加熱機構に所定の周波数の駆動出力を供給可能な駆動回路をさらに有し、前記駆動回路は、上記第１ないし第３の周波数の駆動出力を出力可能であることを特徴とする請求項２または３記載の定着装置。3. The apparatus according to claim 2, further comprising a driving circuit capable of supplying a driving output of a predetermined frequency to the heating mechanism, wherein the driving circuit is capable of outputting a driving output of the first to third frequencies. Or the fixing device according to 3. 前記駆動回路が出力する上記第３の周波数は、上記個々のコイル体に与えられているいずれの共振周波数とも異なる周波数であって、上記それぞれのコイル体に対して、所定のレベルの駆動出力を出力可能であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の定着装置。The third frequency output by the drive circuit is a frequency different from any of the resonance frequencies given to the individual coil bodies, and outputs a predetermined level of drive output to each of the coil bodies. The fixing device according to claim 2, wherein output is possible. 前記温度検知機構の少なくとも１つにより検知された前記加熱対象物の温度と前記温度検知機構の異なる温度検知機構により検知された前記加熱対象物の温度とを比較して、温度差を出力する温度差検出機構と、
この温度差検知機構が出力する温度差の値が所定の値になるように、前記駆動回路から上記個々のコイル体に供給される上記所定の電力の周波数を切り換える駆動制御機構と、
をさらに有し、
前記駆動制御機構により、前記温度差検出機構が検出した温度差に基づいて、前記駆動回路が出力すべき上記所定の電力の周波数を変化させることを特徴とする請求項５記載の定着装置。A temperature at which the temperature of the heating object detected by at least one of the temperature detection mechanisms is compared with the temperature of the heating object detected by a different temperature detection mechanism of the temperature detection mechanism, and a temperature difference is output. A difference detection mechanism,
A drive control mechanism that switches a frequency of the predetermined power supplied from the drive circuit to the individual coil bodies, such that a value of the temperature difference output by the temperature difference detection mechanism becomes a predetermined value;
Further having
6. The fixing device according to claim 5, wherein the drive control mechanism changes a frequency of the predetermined power to be output by the drive circuit based on the temperature difference detected by the temperature difference detection mechanism. 前記温度差検知機構が出力する温度差の値を所定の条件に基づいて変更可能な温度差条件変更機構をさらに有することを特徴とする請求項６記載の定着装置。7. The fixing device according to claim 6, further comprising a temperature difference condition changing mechanism capable of changing a value of the temperature difference output from the temperature difference detecting mechanism based on a predetermined condition. 前記温度検知機構から出力される前記加熱対象物の温度情報を検知する検知タイミングを変更可能な温度差検出条件変更機構をさらに有することを特徴とする請求項６記載の定着装置。7. The fixing device according to claim 6, further comprising a temperature difference detection condition changing mechanism capable of changing a detection timing of detecting temperature information of the heating target output from the temperature detection mechanism. 前記温度差検知機構が出力する温度差の値に基づいて前記駆動制御機構が前記それぞれのコイル体に所定の電力の供給を切り換えるタイミングを任意に設定可能な駆動切換条件変更機構をさらに有することを特徴とする請求項６記載の定着装置。A drive switching condition changing mechanism capable of arbitrarily setting a timing at which the drive control mechanism switches supply of predetermined power to the respective coil bodies based on a value of the temperature difference output from the temperature difference detection mechanism. The fixing device according to claim 6, wherein: 前記温度検知機構から出力される前記加熱対象物の任意の位置の温度情報に基づいて前記それぞれのコイル体の位置に依存した加熱対象物の温度差を認識し、
加熱対象物の温度の高い位置に誘導電流を生じさせているコイル体の共振周波数の電力の供給を停止して、温度の低い位置に誘導電流を生じさせている前記コイル体の共振周波数の電力を供給し、
所定時間毎に、前記温度検知機構から出力される温度情報から前記それぞれのコイル体の位置に依存した前記加熱対象物の温度差を認識し、温度の低い位置に誘導電流を生じさせている前記いずれかのコイル体の共振周波数の電力を対応するコイル体に供給することを特徴とする請求項６記載の定着装置。Recognizing a temperature difference of the heating target depending on the position of each of the coil bodies based on temperature information of an arbitrary position of the heating target output from the temperature detection mechanism,
The supply of power at the resonance frequency of the coil body that generates the induction current at the position where the temperature of the heating target is high is stopped, and the power at the resonance frequency of the coil body that generates the induction current at the position where the temperature is low is stopped. Supply
For each predetermined time, the temperature difference of the heating target depending on the position of each coil body is recognized from the temperature information output from the temperature detection mechanism, and the induced current is generated at a low temperature position. 7. The fixing device according to claim 6, wherein electric power having a resonance frequency of one of the coil bodies is supplied to a corresponding coil body. 電磁誘導により誘導電流が生じる材質により形成された円筒状もしくはベルト状の加熱対象部材と、
この加熱対象部材に所定の圧力を提供可能に配置され、前記加熱対象部材との間を通過される媒体に所定の圧力を提供する加圧部材と、
所定の周波数の電力に共振して最大出力を出力可能で、前記加熱対象部材に誘導電流を生じさせるための任意の周波数の電力が供給される第１のコイル体と、
所定の周波数の電力に共振して最大出力を出力可能で、前記第１のコイル体ならびに前記加熱対象部材のそれぞれに対して所定の位置関係に配置され、前記加熱対象部材に誘導電流を生じさせるための任意の周波数の電力が供給される第２のコイル体と、
前記第１のコイル体からの誘導電流により前記加熱対象部材が発熱する第１の位置の近傍に設けられ、前記加熱対象部材の第１の位置での温度を検知する第１の温度検知機構と、
前記第２のコイル体からの誘導電流により前記加熱対象部材が発熱する第２の位置の近傍に設けられ、前記加熱対象部材の第２の位置での温度を検知する第２の温度検知機構と、
前記第１の温度検知機構により検知された前記加熱対象部材の第１の位置の温度と前記第２の温度検知機構により検知された前記加熱対象部材の第２の位置の温度とを比較して、両者の温度差を出力する温度差検知機構と、
この温度差検知機構が出力する温度差の値が所定の値になるように、前記第１のコイル体および前記第２のコイル体のそれぞれに、前記所定の周波数の電力が供給されるタイミングを切り換える駆動制御機構と、
前記第１のコイル体および前記第２のコイル体の少なくとも一方に第１および第２の周波数もしくは第１および第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数のいずれかの周波数の駆動出力を供給可能な駆動回路と、
を有することを特徴とする定着装置。A cylindrical or belt-shaped heating target member formed of a material in which an induction current is generated by electromagnetic induction,
A pressurizing member arranged to be able to provide a predetermined pressure to the heating target member, and providing a predetermined pressure to a medium passed between the heating target member,
A first coil body that can output a maximum output by resonating with power of a predetermined frequency and is supplied with power of an arbitrary frequency to generate an induction current in the member to be heated;
A maximum output can be output by resonating with a power of a predetermined frequency, and is arranged in a predetermined positional relationship with each of the first coil body and the member to be heated to generate an induced current in the member to be heated. A second coil body supplied with power of an arbitrary frequency for
A first temperature detection mechanism that is provided near a first position where the object to be heated generates heat by an induced current from the first coil body and detects a temperature of the object to be heated at a first position; ,
A second temperature detection mechanism provided near a second position where the member to be heated generates heat by an induced current from the second coil body, and configured to detect a temperature of the member to be heated at a second position; ,
Comparing the temperature at the first position of the heating target member detected by the first temperature detection mechanism with the temperature at the second position of the heating target member detected by the second temperature detection mechanism; A temperature difference detection mechanism that outputs a temperature difference between the two,
The timing at which the power of the predetermined frequency is supplied to each of the first coil body and the second coil body so that the value of the temperature difference output from the temperature difference detection mechanism becomes a predetermined value. A drive control mechanism for switching,
A drive output of any one of a first frequency and a second frequency or a third frequency different from any of the first and second frequencies is supplied to at least one of the first coil body and the second coil body. Possible drive circuits,
A fixing device comprising: 前記第２のコイル体は、前記加熱対象部材が円筒状である場合にはその周面およびベルト状である場合にはそのベルト面が所定の速度で移動されることを可能とするための軸線に沿って分割され、分割された前記第２のコイル体のそれぞれの間に前記第１のコイル体が配列可能に位置されることを特徴とする請求項１１記載の定着装置。The second coil body has an axis for allowing the peripheral surface thereof to be moved at a predetermined speed when the member to be heated is cylindrical and the belt surface when the member to be heated is cylindrical. The fixing device according to claim 11, wherein the first coil body is divided along each of the divided second coil bodies so that the first coil bodies can be arranged. 電磁誘導により誘導電流が生じる材質により形成された円筒状もしくはベルト状の加熱対象部材と、加熱対象部材に所定の圧力を提供可能に配置され、加熱対象部材との間を通過される媒体に所定の圧力を提供する加圧部材と、所定の周波数の電力に共振して最大出力を出力可能で、加熱対象部材に誘導電流を生じさせるための任意の周波数の電力が供給される第１のコイル体と、所定の周波数の電力に共振して最大出力を出力可能で、第１のコイル体ならびに加熱対象部材のそれぞれに対して所定の位置関係に配置され、加熱対象部材に誘導電流を生じさせるための任意の周波数の電力が供給される第２のコイル体と、第１のコイル体からの誘導電流により加熱対象部材が発熱する第１の位置の近傍に設けられ、加熱対象部材の第１の位置での温度を検知する第１の温度検知機構と、第２のコイル体からの誘導電流により加熱対象部材が発熱する第２の位置の近傍に設けられ、加熱対象部材の第２の位置での温度を検知する第２の温度検知機構と、第１の温度検知機構により検知された加熱対象部材の第１の位置の温度と第２の温度検知機構により検知された加熱対象部材の第２の位置の温度とを比較して、その温度差を出力する温度差検知機構と、この温度差検知機構が出力する温度差の値が所定の値になるように、第１のコイル体および前記第２のコイル体のそれぞれに、所定の周波数の電力が供給されるタイミングを切り換える駆動制御機構と、を有する昇温装置において、
第１のコイル体および前記第２のコイル体の少なくとも一方に第１および第２の周波数もしくは第１および第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数のいずれかの周波数の駆動出力を供給可能な駆動回路により、温度差検知機構により検知された前記第１の位置の温度と前記第２の位置の温度との差に応じて、前記第１のコイル体および前記第２のコイル体の少なくとも一方に、第１および第２の周波数もしくは第１および第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数のいずれかの周波数の駆動出力を供給することを特徴とする昇温方法。A cylindrical or belt-shaped member to be heated made of a material in which an induction current is induced by electromagnetic induction, and a member arranged to be able to provide a predetermined pressure to the member to be heated, And a first coil capable of outputting a maximum output by resonating with power of a predetermined frequency and supplying power of an arbitrary frequency for generating an induced current in the member to be heated. A maximum output can be output by resonating with the power of a predetermined frequency with the body, and is arranged in a predetermined positional relationship with respect to each of the first coil body and the member to be heated to generate an induced current in the member to be heated. And a second coil body to which power of an arbitrary frequency is supplied, and a first coil body provided near the first position where the member to be heated generates heat by an induced current from the first coil body. Position of A first temperature detection mechanism for detecting the temperature of the heating target member and a second temperature at which the heating target member generates heat by an induced current from the second coil body. A second temperature detecting mechanism for detecting the temperature of the heating target member detected by the first temperature detecting mechanism, and a second position of the heating target member detected by the second temperature detecting mechanism And a temperature difference detecting mechanism that outputs the temperature difference, and a first coil body and the second coil body that output the temperature difference from the temperature difference detecting mechanism to a predetermined value. A drive control mechanism that switches the timing at which power of a predetermined frequency is supplied to each of the coil bodies,
A drive output of any one of the first and second frequencies or a third frequency different from any of the first and second frequencies can be supplied to at least one of the first coil body and the second coil body. At least one of the first coil body and the second coil body according to a difference between the temperature at the first position and the temperature at the second position detected by the temperature difference detection mechanism by a simple drive circuit. On the other hand, a temperature increasing method characterized in that a drive output of any one of a first frequency and a second frequency or a third frequency different from any of the first and second frequencies is supplied.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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