(57)【要約】【課題】商用電源の定格電力範囲内で、被加熱体の加熱のための電力を最大限に供給可能にする。【解決手段】ＩＨ制御部４１は、電圧検出部４５による検出電圧と、温度センサ４４による検出温度と、目標電力算出部５１１によって算出された目標電力とに基づいて、高周波電流の供給に用いる周波数を算出する第１の周波数変更部４１１と、電流検出部４６による検出電流をフィードバックして、高周波電流の供給に用いる周波数を、前記算出された目標電力に応じた高周波電流に対応する周波数に変更する第２の周波数変更部４１２とを備える。ＩＨ制御部４１は、上記目標電力に応じて、第１の周波数変更部４１１又は第２の周波数変更部４１２のいずれによって高周波電流の周波数を変更するかを切り替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱体を電磁誘導により加熱する励磁コイルと、
前記励磁コイルに対して高周波電流をその周波数を変化させて供給する電流供給制御部と、
前記励磁コイルに供給される電源電圧を検出する電圧検出部と、
前記被加熱体の温度を検出する温度検出部と、
前記励磁コイルに供給される電流を検知する電流検知部と、
前記電流供給制御部が前記励磁コイルに供給可能な最大電力を目標電力として算出する目標電力算出部と、
前記電圧検出部によって検出された電源電圧と、前記温度検出部によって検出された温度と、前記目標電力算出部によって算出された目標電力とに基づいて、前記電流供給制御部が前記高周波電流の供給に用いる周波数を算出し、当該算出した周波数に、前記電流供給制御部が前記高周波電流の供給に用いる周波数を変更する第１の周波数変更部と、
前記電流検出部によって検出された電流と前記電圧検出部によって検出された電圧とに基づいて得られる電力をフィードバックして、前記電流供給制御部が前記高周波電流の供給に用いる周波数を、前記目標電力算出部によって算出された目標電力に対応する高周波電流に対応する周波数に変更する第２の周波数変更部と、
前記目標電力算出部によって算出された目標電力に応じて、前記第１の周波数変更部又は前記第２の周波数変更部のいずれによって前記高周波電流の周波数を変更するかを切り替える制御部と
を備える誘導加熱装置。
【請求項２】
前記目標電力算出部は、当該誘導加熱装置が搭載される電気機器が商用電源から最大限に受け入れ可能な電力であるピーク電力と、当該電気機器において前記被加熱体の加熱以外で消費される消費電力との差を、前記目標電力として算出する請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記目標電力算出部によって算出された目標電力が一定時間内に予め定められた量以上変化した場合は、前記第１の周波数変更部による周波数変更とし、前記目標電力算出部によって算出された目標電力が一定時間内に予め定められた量よりも少ない量で変化した場合は、前記第２の周波数変更部による周波数変更とする請求項１又は請求項２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の誘導加熱装置と、
前記誘導加熱装置によって加熱される前記被加熱体としての前記熱ローラと、当該熱ローラに当接される圧ローラとを備え、記録媒体上に形成された画像を前記両ローラにより当該記録媒体に定着させる定着部と
を備えた定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の誘導加熱装置と、
画像データに基づいた画像を記録媒体上に形成する画像形成部と、
前記誘導加熱装置によって加熱される前記被加熱体としての前記熱ローラと、当該熱ローラに当接される圧ローラとを備え、記録媒体上に形成された画像を前記両ローラにより当該記録媒体に定着させる定着部と
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱装置、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、被加熱体を電磁誘導によって加熱する際における高周波電流の周波数制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像形成装置の定着装置内の熱ローラを被加熱体として、当該熱ローラ内に設けられた励磁コイルに高周波電流を供給し、当該励磁コイルを熱源として電磁誘導加熱を行う画像形成装置が提案されている。当該電磁誘導加熱を行う定着装置及び画像形成装置では、下記特許文献１に示されるように、熱ローラを定着可能温度まで短時間で上昇させるために、電源オン時、複写動作時、原稿読取時等の各動作モード毎に、熱ローラ加熱のために供給する電力量を変更して、各動作モードにおいて供給可能な限りの電力量で熱ローラを加熱する技術が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、画像形成装置には、商用電源からは定格の一定電力量までしか電力が供給されないため、画像形成装置の他の機構部で消費される電力が変動して増大すると、これに合わせて、熱ローラ加熱のために供給可能な電力量も変動する。このため、画像形成装置の他の機構部で消費される電力に応じて、熱ローラ加熱のために供給する電力量を変更すれば、熱ローラを定着可能な温度まで短時間で加熱できる。しかし、画像形成装置の他の機構部で消費される電力は頻繁に変動するものであり、これに追随して熱ローラ加熱のために供給する電力量を変更する制御を行うことは困難である。このため、上記従来の定着装置及び画像形成装置では、上記各動作モード毎の熱ローラ加熱のために供給する電力量は、各動作モードにおいて上記他の機構部で最大の電力が消費された場合であっても、商用電源の定格電力を超えない程度の低い電力量に固定されている。そのため、商用電源から提供される定格電力までの電力が有効に用いられていないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、商用電源の定格電力範囲内で、被加熱体の加熱のための電力を最大限に供給可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、被加熱体を電磁誘導により加熱する励磁コイルと、
前記励磁コイルに対して高周波電流をその周波数を変化させて供給する電流供給制御部と、
前記励磁コイルに供給される電源電圧を検出する電圧検出部と、
前記被加熱体の温度を検出する温度検出部と、
前記励磁コイルに供給される電流を検知する電流検知部と、
前記電流供給制御部が前記励磁コイルに供給可能な最大電力を目標電力として算出する目標電力算出部と、
前記電圧検出部によって検出された電源電圧と、前記温度検出部によって検出された温度と、前記目標電力算出部によって算出された目標電力とに基づいて、前記電流供給制御部が前記高周波電流の供給に用いる周波数を算出し、当該算出した周波数に、前記電流供給制御部が前記高周波電流の供給に用いる周波数を変更する第１の周波数変更部と、
前記電流検出部によって検出された電流と前記電圧検出部によって検出された電圧とに基づいて得られる電力をフィードバックして、前記電流供給制御部が前記高周波電流の供給に用いる周波数を、前記目標電力算出部によって算出された目標電力に対応する高周波電流に対応する周波数に変更する第２の周波数変更部と、
前記目標電力算出部によって算出された目標電力に応じて、前記第１の周波数変更部又は前記第２の周波数変更部のいずれによって前記高周波電流の周波数を変更するかを切り替える制御部と
を備える誘導加熱装置である。
【０００７】
この発明では、目標電力算出部によって算出された励磁コイルに供給可能な最大電力である目標電力に応じて、制御部が、電流供給制御部が励磁コイルへの高周波電流の供給に用いる周波数を、算出した周波数に従って変更する第１の周波数変更部、又は電流検出部によって検出される電流のフィードバックによって変更する第２の周波数変更部のいずれによって変更するかを切り替える。このため、当該目標電力が短時間に急激に変化した場合には、励磁コイルに供給する高周波電流を大幅に変更可能な第１の周波数変更部による周波数変更制御とし、当該目標電力が小幅な変化しか示さない場合には、励磁コイルに供給する高周波電流を正確に変更可能な第２の周波数変更部による周波数変更制御とする等、目標電力の変化量に応じた適切な周波数変更制御を行うことが可能になる。このため、本発明によれば、商用電源の定格電力範囲内で、被加熱体の加熱のための電力を最大限に供給可能にする制御が可能になる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の誘導加熱装置であって、前記目標電力算出部は、当該誘導加熱装置が搭載される電気機器が商用電源から最大限に受け入れ可能な電力であるピーク電力と、当該電気機器において前記被加熱体の加熱以外で消費される消費電力との差を、前記目標電力として算出するものである。
【０００９】
この発明では、目標電力算出部が、当該誘導加熱装置が搭載される電気機器が商用電源から最大限に受け入れ可能な電力であるピーク電力と、当該電気機器において前記被加熱体の加熱以外で消費される消費電力との差を目標電力として算出するので、定着装置以外の機構部によって消費されていない余りの電力を、商用電源の定格電力範囲内で被加熱体に供給して、被加熱体の加熱のための電力を最大限に供給することが可能になる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の誘導加熱装置であって、前記制御部は、前記目標電力算出部によって算出された目標電力が一定時間内に予め定められた量以上変化した場合は、前記第１の周波数変更部による周波数変更とし、前記目標電力算出部によって算出された目標電力が一定時間内に予め定められた量よりも少ない量で変化した場合は、前記第２の周波数変更部による周波数変更とするものである。
【００１１】
この発明によれば、上記目標電力が短時間に急激に変化した場合には、被加熱体に供給する高周波電流を大幅に変更可能な第１の周波数変更部による周波数変更制御とし、当該目標電力が小幅な変化しか示さない場合には、被加熱体に供給する高周波電流を正確に変更可能な第２の周波数変更部による周波数変更制御とする等、目標電力の変化量に応じて、商用電源の定格電力範囲内で、被加熱体の加熱のための電力を最大限に供給することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の誘導加熱装置と、
前記誘導加熱装置によって加熱される前記被加熱体としての前記熱ローラと、当該熱ローラに当接される圧ローラとを備え、記録媒体上に形成された画像を前記両ローラにより当該記録媒体に定着させる定着部と
を備えた定着装置である。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の誘導加熱装置と、
画像データに基づいた画像を記録媒体上に形成する画像形成部と、
前記誘導加熱装置によって加熱される前記被加熱体としての前記熱ローラと、当該熱ローラに当接される圧ローラとを備え、記録媒体上に形成された画像を前記両ローラにより当該記録媒体に定着させる定着部と
を備えた画像形成装置である。
【００１４】
これらの発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明と同様の作用を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、商用電源の定格電力範囲内で、被加熱体の加熱のための電力を最大限に供給可能にすることが可能なる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示した側面図である。
【図２】定着装置と、誘導加熱装置と、当該定着装置を制御する本体側制御部の動作機能を説明するためのブロック図である。
【図３】複数の周波数変化パターンの例をグラフで示す図である。
【図４】誘導加熱装置と本体側制御部の所要部を示す回路図である。
【図５】定着装置の定着動作時におけるＩＨ制御部による高周波電流の周波数制御を示すフローチャートである。
【図６】励磁コイルに供給する電力と、画像形成装置における定着装置以外の各動作機構部で消費される電力と、画像形成装置で消費される総電力量との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る誘導加熱装置、定着装置及び画像形成装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を概略的に示した側面図である。尚、画像形成装置１は、複写機、プリンタ及びファクシミリ機等であり、用紙に載せられたトナー像を加圧・加熱によって定着させるプロセスを持つ画像形成装置であればよい。画像形成装置１は、本体部２、本体部２の左方に配設されたスタックトレイ３、本体部２の上部に配設された原稿読取部４、原稿読取部４の上方に配設された原稿給送部５を備えている。
【００１８】
また、画像形成装置１のフロント部には、入力操作部６が設けられている。この入力操作部６には、電源キーやユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキー、印刷部数等を入力するためのテンキー、各種複写動作の操作ガイド情報等を表示し、これら各種設定入力用にタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等からなる表示部９等を有する。
【００１９】
原稿読取部４は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ及び露光ランプ等からなるスキャナ部１３、ガラス等の透明部材により構成された原稿台１４及び原稿読取スリット１５を備える。スキャナ部１３は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台１４に載置された原稿を読み取るときは、原稿台１４に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを画像メモリ（不図示）へ出力する。また、原稿給送部５により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット１５と対向する位置に移動され、原稿読取スリット１５を介して原稿給送部５による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを画像メモリへ出力する。
【００２０】
原稿給送部５は、原稿を載置するための原稿載置部１６と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部１７、原稿載置部１６に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット１５に対向する位置へ搬送し、原稿排出部１７へ排出するための給紙ローラや搬送ローラ（不図示）等からなる原稿搬送機構１８を備える。
【００２１】
また、原稿給送部５は、その前面側が上方に移動可能となるように本体部２に対して回動自在に設けられている。原稿給送部５の前面側を上方に移動させて原稿台１４上面を開放することにより、原稿台１４の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等をユーザが載置できるようになっている。
【００２２】
本体部２は、複数の給紙カセット１９と、給紙カセット１９から用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部２１へ搬送する給紙ローラ２０と、給紙カセット１９から搬送されてきた用紙に画像を形成する画像形成部２１とを備える。
【００２３】
画像形成部２１は、スキャナ部１３で取得された画像データに基づきレーザ光等を出力して感光体ドラム２２を露光し、感光体ドラム２２の表面に静電潜像を形成する光学ユニット２３と、静電潜像が形成された感光体ドラム２２の表面にトナーを付着することによりトナー像を形成する現像部２４と、感光体ドラム２２上のトナー像を用紙に転写する転写部２５とを備える。
【００２４】
定着装置２８は、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に融解定着させる熱ローラ２６及び加圧ローラ２７を備える。
【００２５】
画像形成部２１内の用紙搬送路中には、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ２９まで搬送する搬送ローラ対３０及び３１等が備えられている。
【００２６】
また、用紙の両面に画像を形成する場合は、画像形成部２１で用紙の一方の面に画像を形成した後、この用紙を排出トレイ２９側の搬送ローラ対３０，３１にニップされた状態とする。この状態で搬送ローラ対３０，３１を反転させて用紙をスイッチバックさせ、搬送ローラ対３８及び３９が用紙を用紙搬送路３２に送って画像形成部２１の上流域に再度搬送し、画像形成部２１により他方の面に画像を形成した後、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ２９に排出する。
【００２７】
図２は、定着装置２８と、誘導加熱装置１０と、当該定着装置２８を制御する本体側制御部５１の動作機能を説明するためのブロック図である。本体側制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等によって構成され、画像形成装置１の各構成部から入力された指示信号等に応じてプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力等を行って画像形成装置１を統括的に制御するものである。
【００２８】
本体側制御部５１は、画像形成時に定着装置２８に定着動作を行わせる定着指示信号と、駆動回路４２による励磁コイル４３への高周波電流の供給を停止させる電流遮断指示信号と、励磁コイル４３に供給可能な最大電力である目標電力の値を示す目標電力値信号とをＩＨ制御部４１へ出力し、ＩＨ制御部４１に定着動作のための制御を行わせる。
【００２９】
さらに、本体側制御部５１は、ＩＨ制御部４１が励磁コイル４３に供給可能な最大電力を目標電力として算出する目標電力算出部５１１を備えている。目標電力算出部５１１は、該画像形成装置１における定着装置２８以外の各動作機構部（例えば、感光体ドラム駆動モータ、原稿給送部５の駆動機構等）７によって消費される消費電力を、例えば各動作機構部７に供給される電流及び電圧等に基づいて取得する。目標電力算出部５１１は、画像形成装置１が商用電源の定格電力であり、商用電源から最大限に受け入れ可能な電力であるピーク電力（例えば1500W）と、当該画像形成装置１における定着装置２８以外の各動作機構部７によって消費される消費電力との差を、上記目標電力として算出する。目標電力算出部５１１は、算出した目標電力の値を目標電力信号としてＩＨ制御部４１に出力する。
【００３０】
定着装置２８は、熱ローラ２６、加圧ローラ２７（図２では不図示）、ＩＨ制御部４１、駆動回路４２、励磁コイル４３、温度センサ４４、電圧検出部４５、及び電流検出部４６を有する。なお、誘導加熱装置１０は、ＩＨ制御部４１、駆動回路４２、励磁コイル４３、温度センサ４４、電圧検出部４５、及び電流検出部４６を備えてなる。なお、誘導加熱装置１０のうち、励磁コイル４３を除く部分は、定着装置２８とは別個に画像形成装置１の本体部２に備えられていてもよい。
【００３１】
励磁コイル４３は、導電性材料からなる筒状の熱ローラ２６の内部に設けられている。熱ローラ２６が特許請求の範囲でいう被加熱体の一例である。
【００３２】
温度センサ４４は、熱ローラ２６の表面温度を検出するセンサである。温度センサ４４は、検出した当該表面温度を、本体側制御部５１及びＩＨ制御部４１に出力する。
【００３３】
電圧検出部４５は、熱ローラ２６内の励磁コイル４３に供給される電源電圧を検出し、検出した電圧値をＩＨ制御部４１に出力する。
【００３４】
電流検出部４６は、熱ローラ２６内の励磁コイル４３に供給される高周波電流を検出し、検出した電流値をＩＨ制御部４１に出力する。
【００３５】
駆動回路（電流供給制御部）４２は、ＩＨ制御部４１の制御で駆動し、励磁コイル４３に高周波電流を供給する。この電流供給により励磁コイル４３に生じた高周波磁界で導電性材料からなる熱ローラ２６本体に誘導渦電流が発生し、熱ローラ２６が発熱するようになっている。
【００３６】
ＩＨ制御部（周波数変更部）４１は、ＣＰＵ等によって構成され、本体側制御部５１から出力された指示信号に応じて駆動回路４２を制御する。具体的には、ＩＨ制御部４１は、本体側制御部５１から出力された定着指示信号に基づいて熱ローラ２６を加熱するとき、温度センサ４４による検出温度及び電圧検出部４５による検出電圧値に基づいて、励磁コイル４３に供給する高周波電流の周波数を算出して駆動回路４２に出力する。また、本体側制御部５１から電流遮断指示信号が出力された場合、ＩＨ制御部４１は駆動回路４２に対して電流遮断制御を行う。この電流遮断制御により、駆動回路４２は励磁コイル４３に対する高周波電流の供給を停止する。
【００３７】
ＩＨ制御部４１は、第１周波数変更部４１１と、第２周波数変更部４１２とを備える。
【００３８】
第１周波数変更部４１１は、電圧検出部４５によって検出された電源電圧と、温度センサ４４によって検出された温度と、目標電力算出部５１１によって算出された目標電力とに基づいて、ＩＨ制御部４１が上記高周波電流の供給に用いる周波数を算出し、当該算出した周波数に、ＩＨ制御部４１が上記高周波電流の供給に用いる周波数を変更する。第１周波数変更部４１１は、図略の周波数変化パターン記憶部を有する。周波数変更パターン記憶部は、ＲＯＭ等のメモリからなり、目標電力算出部５１１によって算出される目標電力に応じて変化させる上記高周波電流の周波数のパターンである周波数変化パターンが、電圧検出部４５による検出電圧及び温度センサ４４による検出温度に応じて複数記憶された記憶テーブルを有している。
【００３９】
図３は、当該複数の周波数変化パターンの例をグラフで示す図である。図３には、例として、表面温度Tが50℃，電源電圧値Vが120(V)の場合に用いる周波数変化パターンを実線で示し、表面温度Tが150℃，電源電圧値Vが120(V)の場合に用いる周波数変化パターンを破線で示し、表面温度Tが50℃，電源電圧値Vが100(V)の場合に用いる周波数変化パターンを一点鎖線で示し、表面温度Tが150℃，電源電圧値Vが100(V)の場合に用いる周波数変化パターンを二点鎖線で示している。但し、周波数変更パターン記憶部に記憶される周波数変化パターンの数を４つに限定する趣旨ではない。様々な高周波電流の供給開始直前における熱ローラ２６の表面温度T及び熱ローラ２６に供給される電源電圧値Vに対応すべく、多くの周波数変化パターンが周波数変更パターン記憶部に記憶されていることが好ましい。
【００４０】
第１周波数変更部４１１は、電圧検出部４５による検出電圧及び温度センサ４４による検出温度に対応する周波数変化パターンを周波数変更パターン記憶部から読み出し、本体側制御部５１の目標電力算出部５１１から送られてきた目標電力信号が示す目標電力の値に対応する周波数を、当該読み出した周波数変化パターンから算出し、ＩＨ制御部４１が用いる高周波電流の周波数を、当該算出した周波数に変更する。
【００４１】
なお、第１周波数変更部４１１は、電圧検出部４５による検出電圧及び温度センサ４４による検出温度に対応する周波数変化パターンが周波数変更パターン記憶部に記憶されていない場合は、上記周波数変更パターン記憶部に記憶されている周波数変化パターンに基づいた線形補間により、ＩＨ制御部４１が用いる高周波電流の周波数を算出する。
【００４２】
第１周波数変更部４１１による当該線形補間の例として、ベルト温度T=100℃、電源電圧V=110V、目標電力Ｐt=1000Ｗの場合の励磁コイル４３に供給する高周波電流の周波数ｆ[V=110,T=100,Pt=1000]を算出する計算式を示す。
上記図３に示す周波数変化パターンより、
ｆ1[V=100,T=50,Pt=1000] = 24.6[kHz]・・・・・式(1)
ｆ2[V=120,T=50,Pt=1000] = 27.1[kHz]・・・・・式(2)
ｆ3[V=100,T=150,Pt=1000] = 23.2[kHz]・・・・・式(3)
ｆ4[V=120,T=150,Pt=1000] = 25.6[kHz]・・・・・式(4)
式(1)、式(2)に基づく線形補間により以下を算出する。
ｆ5[V=110,T=50,Pt=1000] = (110 -100)×(ｆ2 - ｆ1) / (120 - 100) ＋ f1 = 25.8[kHz]・・・式(5)
式(3)、式(4) に基づく線形補間により以下を算出する。
ｆ6[V=110,T=150,Pt=1000] = (110 -100)×(ｆ4 - ｆ3) / (120 - 100) ＋ f3 = 24.3[kHz]・・・式(6)
式(5)、式(6) に基づく線形補間により以下を算出する。
ｆ7[V=110,T=100,Pt=1000] = (100 -50)×(ｆ6 - ｆ5) / (150 - 50) ＋ f5 = 25.1[kHz]・・・式(7)
以上より、ＩＨ制御部４１は、ベルト温度T=100℃、電源電圧V=110V、目標電力Ｐt=1000Ｗの場合には、励磁コイル４３に供給する高周波電流の周波数ｆ[V=110,T=100,Pt=1000]として、上記線形補間により算出した25.1[kHz]（式(7)）を用いる。
【００４３】
また、ＩＨ制御部４１は、本実施形態の上記いずれかの周波数変化パターンが示す周波数に従って、又は上記いずれかの周波数変化パターンに基づいて線形補間による算出で得た周波数を用いて、熱ローラ２６への高周波電流の供給開始時から、熱ローラ２６の加熱に用いることが可能な予め定められた電力値に至るまでの期間は、単位時間当たりの電力変化量が一定になるようにして、励磁コイル４３に供給される電力を増大させる。
【００４４】
なお、本実施形態では、このように、周波数変更パターン記憶部に記憶されている周波数変化パターンに基づいた第１周波数変更部４１１による周波数変更制御を、テーブル制御と呼ぶこととする。
【００４５】
一方、第２周波数変更部４１２は、電流検出部４６によって検出される電流をフィードバックして、ＩＨ制御部４１が高周波電流の供給に用いる周波数を、目標電力算出部５１１によって算出された目標電力に対応する高周波電流に対応する周波数に、ＩＨ制御部４１によって設定される高周波電流の周波数を変更する。
【００４６】
図４は誘導加熱装置１０と本体側制御部５１の所要部を示す回路図である。
【００４７】
本体側制御部５１の目標電力算出部５１１は、商用電源の定格電力の電力値を出力する総電力出力部５１１１と、画像形成装置１における定着装置２８以外の各動作機構部７で消費される消費電力を取得する各動作機構消費電力取得部５１１２と、総電力記憶部５１１１から得られる総電力値と、各動作機構消費電力取得部５１１２から得られる消費電力値の差分を検出する差分検出回路５１１３を備える。差分検出回路５１１３からの出力はＩＨ制御部４１内の第１周波数変更部４１１及び第２周波数変更部４１２に出力される。
【００４８】
第１周波数変更部４１１は、差分検出回路５１１３からの出力を目標電力信号として受け取り、上述したように、当該目標電力信号が示す目標電力の値に対応する周波数を算出し、ＩＨ制御部４１が用いる高周波電流の周波数（駆動回路４２に出力する周波数）を、当該算出した周波数に変更する。
【００４９】
第２周波数変更部４１２は、比較部４１２１、操作部４１２２、及び乗算回路４１２３を備える。
【００５０】
乗算回路４１２３は、電流検出部４６によって検出される電流値と、電圧検出部４５によって検出される電圧値を乗算して、その結果を比較部４１２１に出力する。
【００５１】
比較部４１２１は、(1)差分検出回路５１１３からの出力が示す目標電力値と、(2) 乗算回路４１２３から出力される値（電力値）とを比較して、その比較結果を操作部４１２２に出力する。
【００５２】
操作部４１２２は、比較部４１２１の比較結果に応じて、駆動回路４２に出力する周波数を変化させる。すなわち、操作部４１２２は、上記(1)の目標電力値が(2)の電力値よりも大きい場合は、駆動回路４２に出力する周波数を下げる（励磁コイル４３に供給する電力を大きくする）。一方、操作部４１２２は、上記(2)の電力値が上記(1)の目標電力値よりも大きい場合は、駆動回路４２に出力する周波数を上げる（励磁コイル４３に供給する電力を小さくする）。
【００５３】
このように、第２周波数変更部４１２は、上記目標電力値の増減に応じて、駆動回路４２に出力する周波数を変更することにより励磁コイル４３に供給される電力値を変化させ、励磁コイル４３に供給される電力値が上記目標電力値に一致するように制御する。
【００５４】
次に、定着装置２８の定着動作時におけるＩＨ制御部４１による高周波電流の周波数制御を説明する。図５は、定着装置２８の定着動作時におけるＩＨ制御部４１による高周波電流の周波数制御を示すフローチャートである。図６は、励磁コイル４３に供給する電力と、画像形成装置１における定着装置２８以外の各動作機構部で消費される電力と、画像形成装置１で消費される総電力量との関係を示した図である。
【００５５】
ＩＨ制御部４１は、本体側制御部５１から定着指示信号を受け付けると（Ｓ１でＹＥＳ）、この時点における熱ローラ２６の表面温度Tを温度センサ４４から取得し（Ｓ２）、更に、熱ローラ２６に供給される電源電圧値Vを電圧検出部４５から取得する（Ｓ３）。
【００５６】
ＩＨ制御部４１の第１周波数変更部４１１は、当該取得した表面温度T及び電源電圧値Vに対応する周波数変化パターンを、周波数変化パターン記憶部から読み出し、当該読み出した周波数変化パターンに基づいて、駆動回路４２に出力する周波数を算出する（Ｓ４）。
【００５７】
そして、第１周波数変更部４１１は、当該算出した周波数を、ＩＨ制御部４１が駆動回路４２に出力する周波数として変更する（Ｓ５）。このとき、ＩＨ制御部４１は、例えば、熱ローラ２６への高周波電流の供給開始時から、熱ローラ２６の加熱に用いることが可能な予め定められた電力値に至るまでの期間は、上述したテーブル制御により、単位時間当たりの電力変化量を一定にして、励磁コイル４３に供給される電力を増大させる。
【００５８】
なお、第１周波数変更部４１１は、当該取得した表面温度T及び電源電圧値Vに対応する周波数変化パターンが周波数変化パターン記憶部に記憶されていない場合、周波数変化パターン記憶部に記憶されている周波数変化パターンに基づいた上述の線形補間により、当該取得した表面温度T及び電源電圧値Vに対応する高周波電流の周波数を算出する。
【００５９】
上記第１周波数変更部４１１によるテーブル制御での周波数変更の下、ＩＨ制御部４１は、電圧検出部４５による検出電圧値及び電流検出部４６による検出電流値に基づいて、熱ローラ２６の加熱に必要な予め定められた定着電力（例えば、1100W）まで電力が増加したか否かを判断する（Ｓ６）。当該定着電力まで電力が増加した場合（Ｓ６でＹＥＳ）、本体側制御部５１の目標電力算出部５１１は、商用電源から最大限に受け入れ可能な電力であるピーク電力と、当該画像形成装置１における定着装置２８以外の各動作機構部７によって消費される消費電力との差を、上記目標電力として逐次算出する処理を開始し、当該目標電力の値を目標電力信号としてＩＨ制御部４１に出力する（Ｓ７）。
【００６０】
ＩＨ制御部４１は、この時点で、上記目標電力に応じた周波数変更制御を、第１周波数変更部４１１によるテーブル制御から、第２周波数変更部４１２によるフィードバック制御に切り換える（Ｓ８）。
【００６１】
ＩＨ制御部４１は、周波数変更制御を第２周波数変更部４１２によるフィードバック制御に切り換えた後、目標電力算出部５１１によって算出される上記目標電力について、従前の目標電力の値と、新たに算出された目標電力の値との差（すなわち、目標電力の変化量）が、予め定められた値（第２周波数変更部４１２によるフィードバック制御では電力変更の追従性に支障を生じると相違される変化量。例えば、200W等）以上であると判断した場合は（Ｓ９でＹＥＳ）、第１周波数変更部４１１によるテーブル制御に周波数変更処理を切り替える（Ｓ１０）。なお、ＩＨ制御部４１は、目標電力の変化量が、上記予め定められた値よりも小さいと判断した場合は（Ｓ９でＮＯ）、処理をＳ７に戻し、第２周波数変更部４１２によるフィードバック制御を維持する。
【００６２】
すなわち、ＩＨ制御部４１は、図６に示すように、当該画像形成装置１における定着装置２８以外の各動作機構部によって消費される消費電力に応じて、励磁コイル４３に供給可能な最大限の電力（画像形成装置１が商用電源から最大限に受け入れ可能な電力であるピーク電力と、当該画像形成装置１における定着装置２８以外の各動作機構部によって消費される消費電力との差）を、励磁コイル４３に供給する目標電力として算出し、当該目標電力で励磁コイル４３に高周波電力を供給することで、励磁コイル４３に供給する電力と、定着装置２８以外の各動作機構部によって消費される消費電力との合計電力量が、商用電源の定格電力となるようにする。これにより、商用電源の定格電力の範囲内で、熱ローラ２６の加熱のための電力を最大限に供給可能にし、商用電源から得られる電力を有効に活用することができる。
【００６３】
また、ＩＨ制御部４１は、目標電力算出部５１１によって算出される目標電力の一定時間内における変化量が大きい場合には、励磁コイル４３に供給する高周波電流を大幅に変更可能な第１の周波数変更部による周波数変更制御とし、当該変化量が小幅である場合には、励磁コイル４３に供給する高周波電流を正確に変更可能な第２の周波数変更部による周波数変更制御としているので、目標電力の変化量に応じて、励磁コイル４３に供給する電力を適切に変更することができる。
【００６４】
この後、本体側制御部５１から電流遮断指示信号があるまで、Ｓ７乃至Ｓ１０の処理を繰り返し（Ｓ１１でＮＯ）、本体側制御部５１から電流遮断指示信号があれば（Ｓ１１でＹＥＳ）、ＩＨ制御部４１は、駆動回路４２による励磁コイル４３への高周波電流の供給を終了する（Ｓ１２）。
【００６５】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、被加熱体の例として励磁コイル４３及び熱ローラ２６を示し、また、本発明に係る誘導加熱装置が適用される例として定着装置２８及び画像形成装置１を示しているが、本発明をこれらに限定する趣旨ではない。
【００６６】
また、図１乃至図６に示す構成及び処理は、本発明に係る誘導加熱装置１０、定着装置２８及び画像形成装置１の構成及び処理の一実施形態に過ぎず、本発明に係る誘導加熱装置１０、定着装置２８及び画像形成装置１を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００６７】
１          画像形成装置
７          各動作機構部
１０        誘導加熱装置
２１        画像形成部
２６        熱ローラ
２８        定着装置
４２        駆動回路
４３        励磁コイル
４４        温度センサ
４５        電圧検出部
４６        電流検出部
５１        本体側制御部
４１１      周波数変更部
４１２      周波数変更部
５１１      目標電力算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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