(57)【要約】【課題】加熱ローラや定着ベルトの回転停止に伴って確実に誘導加熱を停止させることのできる定着装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る定着装置５には，所定の駆動手段によって回転駆動される定着ローラ５１との間に張架された定着ベルト５２を介して伝達される駆動力によって回転する加熱ローラ５３に連結され，該加熱ローラ５３の回転によって発電する発電機８０が設けられている。そして，誘導加熱部５４の誘導コイル５４ａへの電力強供給を制御するＩＧＢＴ７３へのスイッチング信号の入力の有無を切り換えるＩＧＢＴゲート駆動回路７２が，発電機８０で発電された電力で駆動されるように構成されている。これにより，加熱ローラ５３が回転していな場合に，ＩＧＢＴゲート駆動回路７２の駆動を確実に停止させ，ＩＧＢＴ７３へのスイッチング信号の入力を確実に停止させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の駆動手段によって回転駆動される定着ローラと，前記定着ローラとの間に張架された定着ベルトを介して該定着ローラから伝達される駆動力によって回転駆動される加熱ローラと，前記加熱ローラ及び／又は前記定着ベルトを誘導加熱する誘導加熱手段と，入力されるスイッチング信号に基づいて前記誘導加熱手段への供給電力を制御するスイッチング手段と，前記スイッチング手段へのスイッチング信号の入力の有無を切り換えるスイッチング駆動制御手段とを備えてなる定着装置であって，
前記加熱ローラの回転によって発電する発電手段を備えてなり，
前記スイッチング駆動制御手段が，前記発電手段で発電された電力で駆動され，前記スイッチング信号を前記スイッチング手段に入力するものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記発電手段が，前記加熱ローラの回転によって発電される電力が予め設定された所定電力以上である場合に，前記スイッチング駆動制御手段に電力を供給するものである請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の定着装置を備えてなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，誘導加熱方式の定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関し，特に，異常加熱発生時に誘導加熱を強制的に停止させるための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，プリンタ装置や複写機，ファクシミリ装置，これらの複合機などの画像形成装置に，加熱ローラ及び定着ローラに張架された定着ベルトを加熱し，該定着ベルトを用紙に圧接することでその用紙にトナーを溶融定着させる定着装置が用いられることがある。
また，前記定着装置における定着ベルトの加熱には，回転する加熱ローラや定着ベルトの一部に誘導電流を作用させることによって該加熱ローラや定着ベルトを加熱する，誘導コイルや磁性体コアなどを備えた電磁誘導方式の加熱装置が用いられる（例えば，特許文献１参照）。このような定着装置では，定着ベルトや加熱ローラが正常に回転していない場合に，該定着ベルトや加熱ローラが局所的に集中して加熱され，異常高温に達するおそれがある。
そのため，例えば特許文献１に記載された定着装置では，加熱ローラや定着ベルトの回転が停止したことを検出した場合に，インバータ回路の出力を停止させることによって異常加熱を防止することが提案されている。具体的に，特許文献１では，インバータ回路に入力されるパルス信号の入力を停止させることや，インバータ回路のイネーブル／ディセーブルを切り換えるイネーブル信号によってインバータ回路の出力を停止させている。
【特許文献１】特開２００４−２７９６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，前記特許文献１に開示されているように，インバータ回路に入力されるパルス信号やイネーブル信号を停止させることによって該インバータ回路の出力を停止させる構成では，加熱ローラや定着ベルトの回転が異常停止したとき，そのパルス信号やイネーブル信号を出力する制御回路にも異常が発生していれば，インバータ回路の出力を停止させることができず，異常加熱に対する安全策が万全なものとは言えなかった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，加熱ローラや定着ベルトの回転停止に伴って確実に誘導加熱を停止させることのできる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，所定の駆動手段によって回転駆動される定着ローラと，前記定着ローラとの間に張架された定着ベルトを介して該定着ローラから伝達される駆動力によって回転駆動される加熱ローラと，前記加熱ローラ及び／又は前記定着ベルトを誘導加熱する誘導加熱手段と，入力されるスイッチング信号に基づいて前記誘導加熱手段への供給電力を制御するスイッチング手段と，前記スイッチング手段へのスイッチング信号の入力の有無を切り換えるスイッチング駆動制御手段とを備えてなる定着装置に適用されるものであって，前記加熱ローラの回転によって発電する発電手段を備えてなり，前記スイッチング駆動制御手段が，前記発電手段で発電された電力で駆動され，前記スイッチング信号を前記スイッチング手段に入力するものであることを特徴とする定着装置として構成される。
本発明によれば，前記発電手段によって発電が行われていない場合，即ち前記定着ローラから前記定着ベルト及び前記加熱ローラへの駆動力の伝達途中で生じている何らか異常によって前記加熱ローラが回転していない場合には，前記スイッチング駆動制御手段が駆動せず，確実に前記スイッチング手段へのスイッチング信号の入力が停止されるため，前記誘導加熱手段による前記加熱ローラや前記定着ベルトの局所的な異常加熱を確実に防止することができ，安全性を向上させることができる。
また，前記発電手段は，前記加熱ローラの回転によって発電される電力が予め設定された所定電力以上である場合に，前記スイッチング駆動制御手段に電力を供給するものであることが考えられる。これにより，前記加熱ローラの回転速度が十分でない場合などにも，前記スイッチング駆動制御手段の駆動を停止させることができる。また，中途半端な電力供給による前記スイッチング駆動制御手段の不安定な動作などを防止することもできる。
ところで，本発明は，前記定着装置を備えてなる画像形成装置として捉えることも可能である。なお，このとき前記スイッチング手段や前記スイッチング駆動制御手段は，前記定着装置の構成要素としてではなく，前記画像形成装置の構成要素として設けられたものであってもよい。即ち，前記画像形成装置内に上述の各構成要素が具現されていればよい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば，前記発電手段によって発電が行われていない場合，即ち前記定着ローラから前記定着ベルト及び前記加熱ローラへの駆動力の伝達途中で生じている何らか異常によって前記加熱ローラが回転していない場合には，前記スイッチング駆動制御手段が駆動せず，確実に前記スイッチング手段へのスイッチング信号の入力が停止されるため，前記誘導加熱手段による前記加熱ローラや前記定着ベルトの局所的な異常加熱を確実に防止することができ，安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成を示すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る定着装置５の概略構成を示すブロック図である。
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，本発明の実施の形態に係る複写機Ｘは，操作表示部１，画像読取部２，画像処理部３，画像形成部４，定着装置５，及び制御部６などを備えて概略構成されている。前記複写機Ｘは，他にも一般的な電子写真方式の複写機が有する各種の構成要素を有しているが，それらについては従来と異なるところがないため，ここでは説明を省略する。なお，本発明は当該複写機Ｘに限られず，例えばプリンタ装置，ファクシミリ装置，これらの機能やスキャナ機能を有する複合機などの電子写真方式の画像形成装置にも適用可能である。
【０００７】
前記制御部６は，ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等の周辺装置を有してなり，前記ＲＯＭに格納された所定のプログラムに従った処理を実行することにより当該複写機Ｘを統括的に制御する。なお，当該発明を画像形成装置の発明として捉える場合，前記定着装置５に設けられた後述の加熱制御部７のＣＰＵ７１の処理機能は，前記制御部６によって達成されるものであってもよい。
前記操作表示部１は，前記制御部６からの指示に応じて各種の情報の表示を行う液晶ディスプレイや，前記制御部６への操作入力を行うためのタッチパネルなどを有している。
前記画像読取部２は，原稿台やＡＤＦ（自動搬送装置）にセットされた原稿の画像を読み取るものであって，該画像読取部２で読み取られた画像データは前記画像処理部３に入力される。
前記画像処理部３は，前記画像読取部２で読み取られた原稿の画像データや，ＬＡＮ等の通信網を介して図外の情報処理装置から入力された原稿の画像データなどに対して各種の画像処理を施すものである。前記画像処理部３で画像処理が施された後の画像データは，前記画像形成部４に入力される。
前記画像形成部４は，感光体ドラムや帯電器，現像装置，ＬＳＵなどを有してなり，前記画像処理部３から入力された原稿の画像データに基づいて用紙にトナー像（現像剤）を形成するものである。
そして，前記定着装置５は，前記画像形成部４によってトナー像が形成された用紙にそのトナー像を溶融定着させる。本発明の実施の形態に係る前記複写機Ｘは，前記定着装置５に関する構成及び動作に特徴を有しており，以下，その点について詳説する。
【０００８】
図２に示すように，前記定着装置５は，前記画像形成部４においてトナー像が転写された後，用紙搬送路５０上に搬送される用紙を圧接しながら回転する定着ローラ５１及び加圧ローラ５１ａと，前記定着ローラ５１との間に張架された定着ベルト５２を介して該定着ローラ５１から伝達される駆動力によって回転駆動される加熱ローラ５３と，前記加熱ローラ５３を誘導加熱する誘導コイル５４ａ及び磁性体コア５４ｂを有する誘導加熱部５４（誘導加熱手段の一例）と，前記誘導加熱部５４による加熱動作を制御する加熱制御部７とを備えている。
前記定着ローラ５１は，後述の加熱制御部７のＣＰＵ７１によって駆動制御される不図示のステッピングモータなどの所定の駆動手段に連結されており，該所定の駆動手段によって回転駆動される。前記定着ローラ５１が回転駆動されると，その駆動力によって前記定着ベルト５２が走行し，該定着ベルト５２から伝達される駆動力によって前記加熱ローラ５３が回転する。
前記誘導コイル５４ａ及び前記磁性体コア５４ｂは，前記加熱ローラ５３の長手方向の幅と略同じ幅に形成されており，該加熱ローラ５３の外周面の一部に対向して配置されている。前記加熱ローラ５３は，磁性部材から構成されたものであって，これにより，前記磁性体コア５４ｂと前記加熱ローラ５３の表面との間に磁気回路（磁路）が形成される。
前記定着装置５では，前記誘導コイル５４ａに交流電流を流すことによって発生する磁束が，前記磁性体コア５４ｂと前記加熱ローラ５３との間に形成された磁気回路に作用することにより，前記加熱ローラ５３の表面に発生する渦電流（誘導電流）によって，該加熱ローラ５３が加熱（誘導加熱）される。これにより，前記加熱ローラ５３に張架された前記定着ベルト５２が加熱され，該定着ベルト５２に接触される用紙では，付着したトナーが溶融定着される。なお，前記定着ベルト５２が磁性部材から構成される場合には，前記磁性体コア５４ｂから作用する磁束によって該定着ベルト５２が加熱される。
【０００９】
前記加熱制御部７は，ＣＰＵ７１，ＩＧＢＴゲート駆動回路７２（スイッチング駆動制御手段の一例），ＩＧＢＴ７３（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ，スイッチング手段の一例），定着高温検知回路７４，保護動作回路７５，リレーコイル７６，リレー接点７７，サーミスタ７８，サーモスタット７９，発電機８０（発電手段の一例）及び電圧安定化回路８１などを有している。
前記加熱制御部７では，前記ＣＰＵ７１が不図示のＲＯＭやＲＡＭなどに記憶された制御プログラムや各種のパラメータに基づいて所定の制御処理（演算処理）を実行することによって，前記各構成部品が制御される。
具体的に，前記ＣＰＵ７１は，前記誘導加熱部５４による誘導加熱を開始する際，前記リレーコイル７６に通電して前記リレー接点７７を切り換えることによって，当該定着装置５に設けられた不図示の直流電源（一次電源）から前記ＩＧＢＴ７３への電力供給を開始させる。そして，前記ＣＰＵ７１は，前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２を介して前記ＩＧＢＴ７３にスイッチング信号を入力することにより，該ＩＧＢＴ７３から前記誘導加熱部５４の誘導コイル５４ａへの供給電力を制御する。なお，前記ＣＰＵ７１は，当該複写機Ｘに設けられた不図示の直流電源からの供給電力によって駆動するものであって，前記制御部６からの制御指示に基づいて加熱動作を制御する。
【００１０】
前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２は，トランジスタやＩＧＢＴなどの駆動素子を有してなり，前記ＣＰＵ７１から入力されるスイッチング信号の前記ＩＧＢＴ７３への入力の有無を切り換える。具体的に，前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２は，後述する発電機８０からの電力供給によって駆動されることにより，前記ＣＰＵ７１から入力されるスイッチング信号を前記ＩＧＢＴ７３へ入力し，駆動停止時には，前記ＣＰＵ７１から入力されるスイッチング信号の前記ＩＧＢＴ７３への入力を停止する。
例えば，前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２は，コレクタ端子に，前記発電機８０からの電力供給経路が接続され，エミッタ端子に，前記ＩＧＢＴ７３のゲート端子が接続され，ベース端子に，前記ＣＰＵ７１からのスイッチング信号が入力されるトランジスタやＦＥＴ，ＩＧＢＴなどであることが一例として挙げられる。この場合，前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２では，コレクタ端子に前記発電機８０からの電力供給がなされているときに，ベース端子に前記スイッチング信号が入力されることにより，そのスイッチング信号に応じて，エミッタ端子に接続された前記ＩＧＢＴ７３へスイッチング信号が入力される。一方，コレクタ端子に前記発電機８０からの電力が供給されていない場合には，ベース端子にスイッチング信号が入力されても，そのスイッチング信号は，エミッタ端子に接続された前記ＩＧＢＴ７３に出力されない。
前記ＩＧＢＴ７３は，前記ＣＰＵ７１から前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２を介してゲート端子に入力されるスイッチング信号に基づいて駆動が制御され，前記誘導加熱部の誘導コイル５４ａへの通電のスイッチング動作を行うことにより，該誘導コイル５４ａへの供給電力を制御するものである。具体的に，前記ＩＧＢＴ７３は，ゲート端子に電流が入力されることにより，当該定着装置５に設けられた不図示の直流電源（一次電源）から前記誘導コイル５４ａの通電経路を確立する。なお，前記ＩＧＢＴ７３は，スイッチング手段の一例であって，例えばトランジスタやＦＥＴなどのスイッチング素子を用いてもよい。
【００１１】
前記サーミスタ７８は，前記定着ローラ５１の近傍において前記定着ベルト５２の温度を検出するものであって，該検出された温度は，前記ＣＰＵ７１及び前記定着高温検知回路７４に入力される。前記ＣＰＵ７１では，前記サーミスタ７８による検出温度に基づいて前記ＩＧＢＴ７３に出力するスイッチング信号を制御することにより，前記定着ベルト５２の温度を所定の定着温度に維持するための制御を行う。
また，前記定着高温検知回路７４は，前記サーミスタ７８による検出温度が予め設定された異常高温に達しているか否かを判断するものであって，該判断結果は，前記保護動作回路７５に入力される。
前記保護動作回路７５は，前記定着高温検知回路７４から入力された判断結果に応じて前記ＩＧＢＴ７３へのスイッチング信号の入力経路の確立／遮断を切り換えるものである。具体的に，前記保護動作回路７５は，前記定着高温検知回路７４において前記サーミスタ７８による検出温度が予め設定された異常高温に達していると判断された場合に，前記ＩＧＢＴ７３へのスイッチング信号の入力経路を遮断することで誘導加熱を強制的に停止させる。
さらに，前記サーモスタット７９は，前記サーミスタ７８と共に前記定着ベルト５２の近傍に設けられ，該定着ベルト５２の温度が予め設定された上限温度に達した場合に作動して，前記一次電源から前記ＩＧＢＴ７３への電力供給経路を強制的に遮断するスイッチである。なお，一般に，前記上限温度は，前記定着高温検知回路７４の異常高温よりも高温に設定される。即ち，前記サーモスタット７９は，当該定着装置５における最低限の安全性を確保するために設けられたものである。
【００１２】
ここで，前記定着装置５では，前記定着高温検知回路７４や前記保護動作回路７５，前記サーモスタット７９などによって高温異常発生時の安全対策が採られているが，これらの安全対策は，前記サーミスタ７８や前記サーモスタット７９の配置位置における前記定着ベルト５２の温度に基づいて行われるものである。
そのため，前記定着装置５において，前記定着ローラ５１と前記定着ベルト５２との間に滑りなどが生じて該定着ローラ５１の駆動力が前記定着ベルト５２に正常に伝達されず，前記加熱ローラ５３が正常に回転していないために，前記誘導加熱部５４によって前記定着ベルト５２や前記加熱ローラ５３が局所的に集中して加熱されている場合には，その加熱部から遠い位置に配置された前記サーミスタ７８や前記サーモスタット７９による検出温度によってその異常加熱を検知することができないという問題がある。
【００１３】
そこで，本発明の実施の形態に係る前記定着装置５では，前記発電機８０からの供給電力によって前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２を駆動させている。
前記発電機８０は，前記加熱ローラ５３の回転軸に連結されており，該加熱ローラ５３の回転に伴って発電するものであって，該発電機８０で発電された電力は前記電圧安定化電源８１に入力される。なお，前記発電機８０には従来周知の各種発電機を用いればよい。
前記電圧安定化電源８１は，平滑回路やフィルタなどを有しており，前記発電機８０から入力された電力を所定の電圧に安定化させた後，前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２に出力する。
このように構成された定着装置５では，前記加熱ローラ５３が何らかの原因によって回転駆動していない場合には，前記発電機８０による発電が行われないため，前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２が確実に非駆動状態となり，前記ＣＰＵ７１から出力されたスイッチング信号が前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２から出力されることはない。これにより，前記ＩＧＢＴ７３による前記誘導加熱部５４の誘導コイル５４ａへの電力供給が強制的に停止され，前記定着ベルト５２や前記加熱ローラ５３の異常加熱が防止され，当該定着装置５の安全性が確保される。即ち，前記定着装置５では，前記加熱ローラ５３の回転が停止した時点で，迅速且つ確実に前記誘導加熱部５４による前記定着ベルト５２や前記加熱ローラ５３の誘導加熱を停止させることができる。このような構成によれば，前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２への電源の供給の有無を切り換えるスイッチ素子などを設ける構成において該スイッチ素子が短絡故障する場合のように前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２への通電が継続するという状況を排除することができる。
【００１４】
また，前記電圧安定化電源８１は，前記発電機８０によって発電される電力が，例えば前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２が駆動可能となる電力として予め設定された所定電力以上である場合にのみ，その電力を前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２へ供給するように構成されていることが望ましい。このとき，前記所定電力は，前記加熱ローラ５３が正常に回転している場合に得られる電力値に設定しておけばよい。これにより，前記加熱ローラ５３が回転駆動状態ではあるがその回転速度が十分でないという状況などにおいても，前記加熱ローラ５３が正常に回転していないと判断して前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２の駆動を停止させることができる。また，中途半端な電力供給による前記ＩＧＢＴゲート駆動回路７２の不安定な動作などを防止することもできる。
さらに，前記発電機８０によって発電された電力を，前記電圧安定化回路８１から前記ＣＰＵ７１にも入力するように構成しておけば（図２の破線），該ＣＰＵ７１において，前記電圧安定化回路８１からの入力電圧に基づいて前記発電機８０による発電の有無や発電量，即ち前記加熱ローラ５３の回転の有無や回転速度などを判断することが可能となる。これにより，前記ＣＰＵ７１は，例えば前記加熱ローラ５３が正常に回転していないことを前記制御部６に伝達することで前記操作表示部１にその旨を警告表示させることなどの対応処理を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る複写機の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００１６】
１…操作表示部
２…画像読取部
３…画像処理部
４…画像形成部
５…定着装置
５１…定着ローラ
５１ａ…加圧ローラ
５２…定着ベルト
５３…加熱ローラ
５４…誘導加熱部（誘導加熱手段の一例）
５４ａ…誘導コイル
５４ｂ…磁性体コア
６…制御部
７…加熱制御部
７１…ＣＰＵ
７２…ＩＧＢＴゲート駆動回路（スイッチング駆動制御手段の一例）
７３…ＩＧＢＴ（スイッチング手段の一例）
７４…定着高温検知回路
７５…保護動作回路
７６…リレーコイル
７７…リレー接点
７８…サーミスタ
７９…サーモスタット
８０…発電機（発電手段の一例）
８１…電圧安定化回路
Ｘ…複写機（画像形成装置の一例）
【図１】
2010002471.tif 000003
【図２】
2010002471.tif 000004