(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱層を有する発熱回転体と、前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルから発生した磁束を受けて電流を発生させて逆向きの磁束を発生させる消磁コイルと、を備える定着装置であって、
前記励磁コイルの通電をＰＷＭ信号により制御する励磁コイル制御手段と、
前記消磁コイルの切り替えを判定すると共に、前記消磁コイルの通電を制御する消磁コイル制御手段と、
前記消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ状態に関連づけて前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値のデータと固定されたＯＦＦ時間のデータを格納する記憶手段と、
を有し、
前記データは、前記消磁コイルがＯＮ状態の場合は、ＯＦＦ状態に比して、前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値が小さく設定されており、
前記励磁コイル制御手段は、前記消磁コイル制御手段により、前記消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えが行われる場合には、前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間を、前記記憶手段に格納されている、前記消磁コイルの切り替え状態に対応した前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値の範囲内となるように制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記消磁コイル制御手段は、前記発熱回転体の端部温度および／または通紙する紙サイズに基づいて、前記消磁コイルの切り替えを判定することを特徴とする請求項１の定着装置。
【請求項３】
前記励磁コイル制御手段は、前記消磁コイル制御手段により前記消磁コイルの切り替えが必要であると判定された場合には、前記励磁コイルへの通電を遮断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記励磁コイル制御手段が、前記励磁コイルへの通電を遮断した後、前記消磁コイル制御手段は、前記消磁コイルの状態を切り替え、前記励磁コイル制御手段は、前記消磁コイルの状態が切り替えられた後に一定時間経過後、前記励磁コイルを通電することを特徴とする請求項３の定着装置。
【請求項５】
前記消磁コイルは、
複数のコイルによって構成され、
前記記憶手段は、
前記複数のコイルのＯＮ／ＯＦＦの組み合せに応じて、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値とＰＷＭ信号のＯＦＦ時間のデータとを格納すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
発熱層を有する発熱回転体と、前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルから発生した磁束を受けて電流を発生させて逆向きの磁束を発生させる消磁コイルと、を備える定着装置の制御方法であって、
前記励磁コイルの通電をＰＷＭ信号により制御する工程と、
前記消磁コイルの切り替えを判定すると共に、前記消磁コイルの通電を制御する工程と、
記憶手段には、前記消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ状態に関連づけて前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値のデータと固定されたＯＦＦ時間のデータが格納されており、前記消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えが行われる場合には、前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間を、前記記憶手段に記憶されている、前記消磁コイルの切り替え状態に対応した前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値の範囲内となるように制御する工程と、
を含むことを特徴とすることを特徴とする定着装置の制御方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、定着装置、その制御方法、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原稿画像を読み取るスキャナ、スキャナで読み取った原稿画像を印刷する複写機、外部から入力された画像データを印刷するプリンタやファクシミリ装置、あるいは、これらの機能を兼ね備えたいわゆるＭＦＰ（Multi  Function  Peripheral）と称される複合機が用いられている。このような複合機は、画像を読み取るためのスキャナ部、スキャナ部で読み取られた画像に応じたトナー像を転写紙上に形成するためのエンジン部、エンジン部で形成された転写紙上のトナー像を、定着ローラおよび加圧ローラによって定着させるための定着装置（定着システム）などを備えている。
【０００３】
電磁誘導加熱方式を採用した定着装置では、励磁コイルといわれるコイルに高周波数の電流を流すことにより磁束を発生させ、発熱部材を誘導加熱するように構成されている。この構成によれば、発熱部材を直接発熱させるため、熱ローラ定着方式のような予熱を必要とせず、定着部材を瞬時に所定の温度まで立ち上げることができ、ウォームアップタイムの短縮化及び省エネルギー化が達成できるという利点がある。かかる電磁誘導加熱方式を採用した定着装置では、励磁コイルの他に、励磁コイルによって発生される磁束を打ち消す向きの磁束を発生させる消磁コイルを備えたものもある。
【０００４】
誘導加熱装置（励磁コイル）と消磁コイルを組み合わせて使用する場合、消磁コイルの通電によって、誘導加熱装置の負荷が変動する。しかしながら、消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦによって、誘導加熱装置の動作中に誘導加熱装置の負荷（インピーダンス）が変化しても、その負荷に応じて、励磁コイルの通電を制御するためのＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦ時間を設定していなかったため（すなわち、高周波電源部の出力周波数の最大値・最小値が消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦによって設定されていなかったため）、許容範囲外の電力が誘導加熱装置に供給されて、誘導加熱装置が故障する場合があるという問題がある。
【０００５】
例えば、特許文献１では、小サイズシート通過時に定着部材の端部の過昇温を防止するために、消磁コイルが開の場合と閉の場合のそれぞれで、高周波電源部から共振回路へ出力される出力電力値とこの出力電力値に応じた高周波電源部の出力周波数との対応関係を取得し、その出力電力値と出力周波数ｆとの間の対応関係に基づいて、温度検出部が検出した定着部材の温度Ｔａが所定の目標温度Ｔｔに一致するように高周波電源部の出力周波数ｆを可変して設定する制御を行う定着装置が開示されている。しかしながら、特許文献１では、消磁コイルの通電によって、誘導加熱装置の負荷の変化に伴う誘導加熱装置の故障防止方法について、何ら考慮されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電磁誘導加熱方式を採用した定着装置において、消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦに起因する負荷変動による定着装置の故障を防止することが可能な定着装置、その制御方法、および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、発熱層を有する発熱回転体と、前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルから発生した磁束を受けて電流を発生させて逆向きの磁束を発生させる消磁コイルと、を備える定着装置であって、前記励磁コイルの通電をＰＷＭ信号により制御する励磁コイル制御手段と、前記消磁コイルの切り替えを判定すると共に、前記消磁コイルの通電を制御する消磁コイル制御手段と、前記消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ状態に関連づけて前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値のデータと固定されたＯＦＦ時間のデータを格納する記憶手段と、を有し、前記データは、前記消磁コイルがＯＮ状態の場合は、ＯＦＦ状態に比して、前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値が小さく設定されており、前記励磁コイル制御手段は、前記消磁コイル制御手段により、前記消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えが行われる場合には、前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間を、前記記憶手段に格納されている、前記消磁コイルの切り替え状態に対応した前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値の範囲内となるように制御することを特徴とする。
【０００８】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、発熱層を有する発熱回転体と、前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルから発生した磁束を受けて電流を発生させて逆向きの磁束を発生させる消磁コイルと、を備える定着装置の制御方法であって、前記励磁コイルの通電をＰＷＭ信号により制御する工程と、前記消磁コイルの切り替えを判定すると共に、前記消磁コイルの通電を制御する工程と、記憶手段には、前記消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ状態に関連づけて前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値のデータと固定されたＯＦＦ時間のデータが格納されており、前記消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えが行われる場合には、前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間を、前記記憶手段に記憶されている、前記消磁コイルの切り替え状態に対応した前記ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値の範囲内となるように制御する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電磁誘導加熱方式を採用した定着装置において、消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦに起因する負荷変動による定着装置の故障を防止することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる複合機の機構部の一例を示す概略構成図である。
【図２−１】図２−１は、図１に示す定着装置の構成例を説明するための模式的な正面図である。
【図２−２】図２−２は、図１に示す定着装置の励磁コイルと消磁コイルを説明するための模式的な側面図である。
【図３】図３は、定着装置の概略のハードウェア構成例を示す図である。
【図４】図４は、記憶手段に格納されている、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値・最小値（範囲）とＰＷＭ信号のＯＦＦ時間のデータの一例を示す図である。
【図５】図５は、定着制御部の制御の一例を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２にかかる定着装置の概略のハードウェア構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２にかかる記憶手段に格納されている、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値・最小値（範囲）と、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間のデータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる定着装置、その制御方法、および画像形成装置の一実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる複合機１００の機構部の一例を示す概略構成図である。この複合機１００は、デジタル複写機を含む画像形成装置である。すなわち、複合機１００は、複写機能と、それ以外の機能、例えば、プリンタ機能、ファクシミリ機能とを備えており、操作部のアプリケーション切り替えキー（図示せず）の操作により、複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を順次切り替えて選択することが可能である。これにより、複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリンタモードとなり、ファクシミリ機能の選択時にはファクシミリモードとなる。
【００１３】
この複合機１００において、自動紙送り装置（「自動原稿給紙装置」ともいう。以下、「ＡＤＦ」という）１０１に設けられている原稿トレイ（「原稿台」ともいう）１０２に画像面を上にして置かれた原稿束は、コピーモード時に操作部（図示せず）上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿から１枚ずつ順次給送ローラ、給送ベルトによってコンタクトガラス１０３上の所定の位置に給送されてセットされる。ＡＤＦ１０１は、１枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をインクリメントするインクリメント機能を有する。コンタクトガラス１０３上のセットされた原稿は、画像読取装置（「スキャナ」又は「読み取りユニット」ともいう）１０４によって画像が読み取られ、その読み取りが終了した後、給送ベルトおよび排送ローラによって排紙台上に排出される。
【００１４】
なお、１枚の原稿の画像の読み取りが終了する毎に、原稿セット検知器（「原稿セット検知センサ」ともいう）によって原稿トレイ１０２上に次の原稿があるかないかを検知し、原稿セット検知器で原稿トレイ１０２上に次の原稿が存在することが検知された場合には、原稿トレイ１０２上の一番下の原稿を前の原稿と同様にして給送ローラ、給送ベルトによってコンタクトガラス１０３上の所定の位置に給送し、以後上述と同様の動作を行う。また、給送ローラ、給送ベルト、排送ローラは図示を省略した搬送モータによって駆動される。
【００１５】
第１給紙装置１０９ａ、第２給紙装置１０９ｂ、第３給紙装置１０９ｃは、各々選択されたときに、それぞれ第１給紙トレイ１０８ａ、第２給紙トレイ１０８ｂ、第３給紙トレイ１０８ｃに積載された転写紙（用紙）を給紙し、その転写紙は縦搬送ユニット１１１によって感光体１０６に当接する位置まで搬送される。感光体１０６は、例えば感光体ドラムが用いられており、図示を省略したメインモータによって回転駆動される。
【００１６】
画像読取装置１０４による原稿の画像読み取りによって入力された画像データ（画像情報）は、図示を省略した画像処理装置で所定の画像処理が施された後、そのまま、あるいは画像記憶手段を構成する図示を省略した画像メモリに一旦記憶させた後、画像印刷手段（プリンタ）を構成する書き込みユニット１０５に送られ、その書き込みユニット１０５によって光情報に変換し、感光体１０６の面には図示を省略した帯電器によって一様に帯電された後に書き込みユニット１０５からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体１０６上の静電潜像は、現像装置（「現像ユニット」ともいう）１０７により現像されてトナー像が形成される。
【００１７】
感光体１０６、帯電器、書き込みユニット１０５、現像装置１０７や、その他の図示を省略した感光体１０６回りの周知の装置などにより、電子写真方式で画像データにより画像を転写紙上に形成する画像形成動作を行う画像形成手段であるプリンタエンジンを構成している。搬送ベルトは、用紙搬送手段および転写手段を兼ねていて電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット１１１からの転写紙を感光体１０６と等速で搬送しながら感光体１０６上のトナー像を転写紙に転写する。この転写紙は、定着装置１２０によりトナー像が定着され、排紙ユニット１１４により排紙トレイ１１３に排出される。感光体１０６、帯電器、書き込みユニット１０５、現像装置１０７、転写手段、画像データにより画像を転写紙上に形成する画像形成手段を構成している。
【００１８】
以上の動作は、通常のモードで転写紙の片面に画像を複写するときの動作であるが、両面モードで転写紙の両面に画像を複写する場合には、第１〜第３給紙トレイ１０８ａ〜１０８ｃの何れかより給紙されて表面に上述のように画像が形成された転写紙は、排紙ユニット１１４により排紙トレイ１１３側ではなく、両面入紙搬送路側に切り替えられ、反転ユニット１１２によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニットへ搬送される。
【００１９】
この両面搬送ユニットへ搬送された転写紙は、両面搬送ユニットにより縦搬送ユニット１１１へ搬送され、縦搬送ユニット１１１により感光体１０６に当接する位置まで搬送され、感光体１０６上に上述と同様に形成されたトナー像が裏面に転写されて、定着装置１２０でトナー像が定着されることにより両面コピーとなる。この両面コピーは排紙ユニット１１４により排紙トレイ１１３に排出される。また、転写紙を反転して排出する場合には、反転ユニット１１２によりスイッチバックされて表裏が反転された転写紙は、両面搬送ユニットに搬送されずに反転排紙搬送路を経て排紙ユニット１１４により排紙トレイ１１３に排出される。
【００２０】
プリントモードでは、上記画像処理装置からの画像データの代りに、外部からの画像データが書き込みユニット１０５に入力されて、上述と同様に転写紙上に画像が形成される。さらに、ファクシミリモードでは、画像読取装置１０４からの画像データが、図示を省略したファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像データがファクシミリ送受信部で受信されて上述の画像処理装置からの画像データの代りに書き込みユニット１０５に入力されることにより、上述と同様に転写紙上に画像が形成される。
【００２１】
また、この複合機１００には、図示を省略した大量用紙供給装置（以下「ＬＣＴ」という）と、同じく図示を省略したソート、穴あけ、ステイプルを含む処理を行う後処理装置と、原稿の画像の読み取りのためのモード、複写倍率の設定、給紙段の設定、後処理装置で後処理の設定、オペレータに対する表示を行う各種キーやＬＣＤを含むディスプレイを有する操作部とを備えている。
【００２２】
画像読取装置１０４は、原稿を載置するコンタクトガラス１０３と光学走査系で構成されており、光学走査系は露光ランプ、第１ミラー、レンズ、ＣＣＤイメージセンサを含む各部で構成されている。露光ランプおよび第１ミラーは、図示を省略した第１キャリッジ上に固定され、第２ミラーおよび第３ミラーは、同じく図示を省略した第２キャリッジ上に固定されている。原稿の画像を読み取るときには、光路長が変わらないように、第１キャリッジと第２キャリッジとが２対１の相対速度で機械的に走査される。上記光学走査系は、図示を省略したスキャナ駆動モータを含む駆動部によって駆動される。
【００２３】
画像読取装置１０４は、原稿の画像を光学的に読み取って電気信号に変換する（原稿の画像データを読み取る）。すなわち、光学走査系の露光ランプによって原稿の画像面を照明し、その画像面からの反射光像を第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー、レンズを介してＣＣＤイメージセンサの受光面に結像させ、そのＣＣＤイメージセンサによって電気信号に変換する。このとき、レンズおよびＣＣＤイメージセンサを、図１の左右方向に移動させることにより、原稿の給送方向の画像読み取り倍率が変わる。つまり、予め設定された画像読み取り倍率に対応してレンズおよびＣＣＤイメージセンサの左右方向の位置が設定される。
【００２４】
書き込みユニット１０５は、レーザ出力ユニット、結像レンズ、ミラーを含む各部で構成され、レーザ出力ユニットの内部にはレーザ光源であるレーザダイオードおよびモータによって高速で定速回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）が備わっている。レーザ出力ユニットより照射されるレーザビーム（レーザ光）は、定速回転するポリゴンミラーで偏向され、結像レンズを通り、ミラーで折り返され、感光体１０６の帯電面に集光されて結像される。
【００２５】
すなわち、ポリゴンミラーで偏向されたレーザビームは感光体１０６が回転する方向と直交する方向（主走査方向）に露光走査され、画像処理装置より出力される画像データのライン単位の書き込みを行う。感光体１０６の回転速度と走査密度（記録密度）に対応する所定の周期で主走査を繰り返すことにより、感光体１０６の帯電面に静電潜像が形成される。
【００２６】
次に、図２−１および図２−２を参照して、図１に示す定着装置１２０の構成について説明する。図２−１は、図１に示す定着装置１２０の構成例を説明するための模式的な正面図、図２−２は、図１に示す定着装置１２０の励磁コイルと消磁コイルを説明するための模式的な側面図である。
【００２７】
定着装置１２０は、電磁誘導加熱方式を採用した定着装置であり、図２−１に示すように、発熱層を有する発熱回転体である定着ローラ２０１と、加圧ローラ２０２と、定着ローラ２０１の発熱層を誘導加熱する励磁コイル２１０と、励磁コイル２１０から発生した磁束を受けて電流を発生させて逆向きの磁束を発生させる消磁コイル３００と、第１、第２の温度センサ２０４，２０５とを備えている。定着ローラ２０１と加圧ローラ２０２とは、転写紙２２０を通すニップ２０３を形成するように、図示しないバネなどの付勢手段によって互いに圧接されている。
【００２８】
定着ローラ２０１は、例えば、最も内側に配設された金属製、具体的にはステンレススチール（ＳＵＳ）製の円筒状の芯金と、耐熱性を有するシリコーンゴムをソリッド状または発泡状言い換えるとスポンジ状にして芯金を被覆した断熱層として機能する弾性層としての弾性部材と、弾性部材の外側に設けられた発熱回転体としての定着スリーブとを有している。
【００２９】
定着ローラ２０１は、図示しない駆動源によって反時計回りに回転され、それに従動して、加圧ローラ２０２は時計回りに回転される。定着動作時には、トナー２２１が付着された転写紙２２０が、ニップ２０３を通して右側から左側へ搬送される。これにより、トナー２２１が転写紙２２０に定着される。なお、定着ローラ２０１を回転駆動させて加圧ローラ２０２を従動回転させてもよく、駆動と従動の関係は、逆であってもよい。
【００３０】
励磁コイル２１０は、例えば、図２−２に示すように、定着ローラ２０１の上方に、定着ローラ２０１の軸方向に関して細長く配置されている。具体的には、励磁コイル２１０は、導線束層を成すように長円形状に複数回巻回して形成されている。その層が図示しないホルダに支持されて、上記定着ローラ２０１の外周面に接近して配置されている。これにより、励磁コイル２１０に交流電流を流すことによって、定着ローラ２０１が含む発熱層を電磁誘導によって直接加熱するようになっている。
【００３１】
中央温度検出部として機能する第１の温度センサ２０４は、定着ローラ２０１の外周面のうち軸方向に関して中央部Ａに対向して配置され、公知の赤外線方式で定着ローラ２０１の中央部Ａの表面温度Ｔｃを検出するようになっている。この第１の温度センサ２０４が検出した温度Ｔｃは、定着制御部（図３参照）へ送られる。
【００３２】
また、端部温度検出部としての第２の温度センサ２０５は、定着ローラ２０１の外周面のうち軸方向に関して端部Ｂに対向して配置され、公知の赤外線方式で定着ローラ２０１の端部の表面温度Ｔｅを検出するようになっている。この第２の温度センサ２０５が検出した温度Ｔｅは、定着制御部（図３参照）へ送られる。
【００３３】
一対の消磁コイル３００は、位置決めして取り付けられている。一対の消磁コイル３００は、それぞれ励磁コイル２１０の上方で、定着ローラ２０１の軸方向両側の端部Ｂに対応する領域に、励磁コイル２１０に沿って配置されている。
【００３４】
励磁コイル２１０は、定着制御部の制御に従って、定着ローラ２０１が含む発熱層を誘導加熱する。定着制御部からの消磁コイル切り替え信号に応じて、スイッチがオフ、オンして、消磁コイル３００が開閉する。消磁コイル３００が「開」状態（「ＯＦＦ状態」ともいう）であれば、消磁コイル３００には誘導電流が流れないため、消磁は行われない。消磁コイル３００が「閉」状態（「ＯＮ状態」ともいう）であれば、消磁コイルには誘導電流が流れて、消磁が可能となる。
【００３５】
消磁コイル３００が「開」の場合は、消磁コイル３００の消磁力が発生せず、この結果、定着ローラ２０１の端部Ｂで投入される電力が中央部Ａに投入される電力と実質的に等しくなる。この場合は、定着ローラ２０１の軸方向略全域を通過する最大サイズのシートに対して良好な定着が可能となる。他方、消磁コイル３００が「閉」の場合、消磁コイル３００の消磁力が発生する。これにより、定着ローラ２０１の中央部に投入される電力に比して、定着ローラ２０１の端部では投入される電力が小さくなる。したがって、転写紙２２０が定着ローラ１の中央部Ａのみを通過するような小サイズであっても定着ローラ１の端部Ｂの過昇温を防止することができる。これにより、小サイズの転写紙に対して良好な定着が可能となる。すなわち、消磁コイル３００は、用紙サイズに応じてＯＮ／ＯＦＦが行われる（例えば、小サイズの場合、消磁コイル３００は「ＯＮ」、大サイズの場合、消磁コイル３００は「ＯＦＦ」となる）。
【００３６】
図３は、定着装置１２０の概略のハードウェア構成例を示す図である。定着装置１２０は、主として、制御基板に搭載された定着制御部２４０と、誘導加熱装置２００と、消磁コイル３００と、を備えている。
【００３７】
誘導加熱装置２００は、主として、励磁コイル２１０、共振用コンデンサ２３２，電源スイッチ２３４、整流ダイオード２３１，平滑コンデンサ２３５、ＩＧＢＴ２３３，リレー２３６、負荷検出手段４０１とを備えている。
【００３８】
第１の温度センサ２０４は、主に励磁コイル２１０への通電を制御するために用いられ、第２の温度センサ２０５は、主に消磁コイル３００の通電を制御するために用いられる。第１の温度センサ２０４、第２の温度センサ２０５によって検知された中央温度Ｔｃ、端部温度Ｔｅは定着制御部２４０に入力され、フィードバック制御によって、定着目標温度などの所定の基準温度になるように、定着ローラ２０１の温度が制御される。
【００３９】
電源ＳＷ２３４がオンになると、商用電源２３０から供給された電流は、整流ダイオード２３１及び平滑コンデンサ２３５で平滑化されて、リレー２３６およびＩＧＢＴ２３３を介して、励磁コイル２１０に供給される。
【００４０】
リレー２３６は、電源ＳＷ２３４がオンになるとオンすると共に、定着制御部２４０を介して、誘導加熱装置２００をオフ（遮断）することができる。すなわち、定着制御部２４０は、通電制御信号により、リレー２３６をＯＮ／ＯＦＦさせて、誘導加熱装置２００を通電／遮断することができる。
【００４１】
紙サイズ検出手段４０２は、通紙する紙サイズを検出して、定着制御部２４０に出力する。また、負荷検出手段４０１は、誘導加熱装置２００の負荷を検出して、定着制御部２４０に出力する。
【００４２】
定着制御部２４０は、制御基板に設けられており、定着装置１２０の全体を制御する。例えば、定着制御部２４０は、リレー２３６やＩＧＢＴ２３３のオン／オフを制御したり、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦを制御して、定着ローラ２０１の温度制御やオン／オフを制御する。定着制御部２４０は、不図示のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、入出力インターフェイスがバスを介して接続されたコンピュータとして実装される。定着制御部２４０は、励磁コイル制御手段２４１、消磁コイル制御手段２４２，および記憶手段２４３として機能する。
【００４３】
励磁コイル制御手段２４１は、スイッチング素子であるＩＧＢＴ２３３をＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御することによって、励磁コイル２１０への通電を制御し、通紙が行われていないときには、中央温度Ｔｃに基づいて、定着ローラ２０１の中央部の温度が所定温度になるように制御する。また、励磁コイル制御手段２４１は、励磁コイル２１０の通電を、ＩＧＢＴ２３３をスイッチングするＰＷＭ信号により制御し、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えが行われる場合には、ＰＷＭ信号のＯＮ時間を、記憶手段２４３に格納されている、消磁コイル３００の切り替え状態に対応したＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値の範囲内となるように制御する。また、励磁コイル制御手段２４１は、通電制御信号によりリレー２３６をＯＮ／ＯＦＦさせ、誘導加熱装置２００（励磁コイル２１０）の通電のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、例えば、負荷検出手段４０１から入力される誘導加熱装置２００の負荷が所定範囲外の場合は、誘導加熱装置２００の通電を遮断する。
【００４４】
消磁コイル制御手段２４２は、端部温度Ｔｅや通紙する紙のサイズに基づいて、スイッチ３０１を選択的に閉じることによって消磁コイル３００の通電を制御し、非通紙領域における定着ローラ２０１の発熱量を抑制する。なお、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦを切り替えた場合に、正常に切り替わったか否かを検出する手段を備えることにしてもよい。
【００４５】
記憶手段２４３は、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦ状態に関連づけて、ＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦ時間の最大値と最小値のデータを格納している。図４は、記憶手段２４３に格納されている、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値・最小値（範囲）と、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間のデータの一例を示す図である。
【００４６】
上述したように、励磁コイル２１０と消磁コイル３００を組み合わせて使用する場合、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦ状態によって誘導加熱装置２００の負荷が変動する。誘導加熱装置２００の負荷が変動すると、固定のＰＷＭ信号のＯＮ時間では入力電力が異なってしまうため、入力電力が許容範囲を超えると誘導加熱装置２００が故障してしまう場合がある。そのため、負荷によらずに一定の入力電力とするためには、ＰＷＭ信号のＯＮ時間を変更する必要がある。そこで、本実施の形態では、誘導加熱装置２００の動作中に誘導加熱装置２００の負荷が変化しても、各負荷で一定の入力電力となるようなＰＷＭのＯＮ時間を設定することで誘導加熱装置２００の故障を防止している。
【００４７】
消磁コイル３００がＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化すると、ＰＷＭ信号のＯＮ時間・ＯＦＦ時間の最大値・最小値に影響を与える、励磁コイル２１０の共振周波数が高くなる。
そこで、共振周波数が高くなったときに、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値・最小値が小さくなるように設定されている。
【００４８】
図４に示すように、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦに関連づけて、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値（範囲）、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間（固定値）が登録されている。同図に示す例では、消磁コイル３００がＯＦＦの場合は、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値＝ａ１μｓ、最小値＝ｂ１μｓ、ＰＷＭのＯＦＦ時間＝ｃ１μｓが登録されており、また、消磁コイル３００がＯＮの場合は、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値＝ａ２μｓ、最小値＝ｂ２μｓ、ＰＷＭのＯＦＦ時間＝ｃ２μｓが登録されている。但し、ａ１＞ａ２、ｂ１＞ｂ２，ｃ１＞ｃ２である。
【００４９】
図５は、定着制御部２４０の制御の一例を説明するためのフローチャートの一例を示す図である。
【００５０】
図５において、誘導加熱装置２００がＯＮされると、消磁コイル制御手段２４２は、通紙する用紙サイズおよび端部温度Ｔｅに基づいて、消磁コイル３００の切り替えが必要であるか否か判定する（ステップＳ１）。なお、ここでは、消磁コイル３００の切替が必要であるか否かを、通紙する用紙サイズおよび端部温度Ｔｅに基づいて判定しているが、通紙する用紙サイズおよび端部温度Ｔｅの少なくとも一方に基づいて判定することにしてもよい。消磁コイル制御手段２４２が消磁コイル３００の切り替えが必要であると判定した場合には（ステップＳ１の「Ｙｅｓ」）、励磁コイル制御手段２４１は、リレー２３６をＯＦＦして、誘導加熱装置２００への通電を遮断する（ステップＳ２）。
【００５１】
励磁コイル制御手段２４１は、誘導加熱装置２００への通電を遮断した後、一定時間をカウントし、一定時間経過した場合には（ステップＳ３の「Ｙｅｓ」）、中央温度Ｔｃに基づいて、ＰＷＭ信号のＯＮ時間およびＯＦＦ時間を決定する（ステップＳ４）。ここで、一定時間をカウントしているのは、リレー切り替え時に、電流が流れないようにするためである。
【００５２】
つぎに、励磁コイル制御手段２４１は、切り替え後の消磁コイル３００の状態に対応したＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値・最小値、ＯＦＦ時間を記憶手段２４３から読み出して、ステップ４で決定したＰＷＭのＯＮ時間が、読み出したＯＮ時間の最大値・最小値の範囲内となっているか否か、また、ステップＳ４で決定したＰＷＭのＯＦＦ時間が、読み出したＰＷＭのＯＦＦ時間と一致するか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００５３】
すなわち、消磁コイル３００がＯＦＦに切り替わる場合は、記憶手段２４３からＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値＝ａ１μｓ、最小値＝ｂ１μｓ、ＰＷＭのＯＦＦ時間＝ｃ１μｓを読み出し、また、消磁コイル３００がＯＮに切り替わる場合には、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値＝ａ２μｓ、最小値＝ｂ２μｓ、ＰＷＭのＯＦＦ時間＝ｃ２が読み出される。
【００５４】
励磁コイル制御手段２４１は、ステップ４で決定したＰＷＭのＯＮ時間が読み出した最大値・最小値の範囲内に入っており、かつ、ステップＳ４で決定したＰＷＭのＯＦＦ時間
が読み出したＰＷＭのＯＦＦ時間と一致する場合は（ステップＳ５の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ６に移行する。
【００５５】
ステップ４で決定したＰＷＭのＯＮ時間が、読み出したＯＮ時間の最大値・最小値の範囲内となっていない場合や、ステップＳ４で決定したＰＷＭのＯＦＦ時間が、読み出したＰＷＭのＯＦＦ時間と一致しない場合は（ステップＳ５の「Ｎｏ」）、励磁コイル制御手段２４１は、ＰＷＭのＯＮ時間の最小値よりも小さい場合は最小値、最大値よりも大きい場合は最大値、ＰＷＭのＯＦＦ時間が読み出したＰＷＭのＯＦＦ時間と一致しない場合は、読み出したＰＷＭのＯＦＦ時間に変更した後（ステップＳ１０）、ステップＳ６に移行する。
【００５６】
ステップＳ６では、消磁コイル制御手段２４２は、スイッチ３０のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える。励磁コイル制御手段２４１は、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替えられた後、一定時間をカウントし、一定時間経過した場合には（ステップＳ７の「Ｙｅｓ」）、誘導加熱装置２００への通電を開始し、ステップＳ４またはＳ５で決定したＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦ時間で制御する（ステップＳ８）。ここで、一定時間をカウントしているのは、リレー切り替え時に、電流が流れないようにするためである。
【００５７】
励磁コイル制御手段２４１は、誘導加熱装置２００がＯＦＦでない場合には（ステップＳ９の「Ｎｏ」）、ステップＳ１に戻り、誘導加熱装置２００がＯＦＦされるまで、同じ処理を繰り返し実行する。これにより、誘導加熱装置２００が動作中に消磁コイル３００の状態が複数回変更されても、その度にＰＷＭ信号のＯＮ時間・ＯＦＦ時間の最大値・最小値を設定することが可能である。
【００５８】
以上説明したように、実施の形態１によれば、発熱層を有する定着ローラ２０１と、発熱層を誘導加熱する励磁コイル２１０と、励磁コイル２１０から発生した磁束を受けて電流を発生させて逆向きの磁束を発生させる消磁コイル３００と、励磁コイル２１０の通電をＰＷＭ信号により制御する励磁コイル制御手段２４１と、消磁コイル３００の切り替えを判定すると共に、消磁コイル３００の通電を制御する消磁コイル制御手段２４２と、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦ状態に関連づけてＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値のデータを格納する記憶手段２４３と、を備え、前記データは、消磁コイル３００がＯＮ状態の場合は、ＯＦＦ状態に比して、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値が小さく設定されており、励磁コイル制御手段２４１は、消磁コイル制御手段２４２により、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えが行われる場合には、ＰＷＭ信号のＯＮ時間を、記憶手段２４３に格納されている、消磁コイル３００の切り替え状態に対応したＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値の範囲内となるように制御することとしたので、電磁誘導加熱方式を採用した定着装置において、消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦに起因する負荷変動による定着装置の異常出力を防止することができ、定着装置の故障を防止することが可能
となる。
【００５９】
また、消磁コイル制御手段２４２は、定着ローラ２０１の端部温度Ｔｅおよび／または通紙する紙サイズに基づいて、消磁コイル３００の切り替えを判定することとしたので、
定着ローラ２０１の端部温度Ｔｅおよび／または通紙する紙サイズに基づいて、消磁コイル３００の切り替えを行うことが可能となる。
【００６０】
また、励磁コイル制御手段２４１は、消磁コイル制御手段２４２により消磁コイル３００の切り替えが必要であると判定された場合に、励磁コイル２１０への通電を一次的に遮断することとしたので、消磁コイル３００の切り替え時の安全性を確保することが可能となる。
【００６１】
また、励磁コイル制御手段２４１が、励磁コイル２１０への通電を遮断した後、消磁コイル制御手段２４２は、消磁コイル３００の状態を切り替え、励磁コイル制御手段２４１は、消磁コイル３００の状態が切り替えられた後に一定時間経過後、励磁コイル２１０に通電することとしたので、消磁コイル切り替え時の安全性をより確保することが可能となる。
【００６２】
（実施の形態２）
実施の形態１では、一対の消磁コイル３００を備えた場合を示したが、消磁コイルの数は複数としてもよい。また、複数の消磁コイルを備えた場合は、各消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせに応じて、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値、最小値、ＰＷＭのＯＦＦ時間を設定することにしてもよい。図６は、実施の形態２に係る定着装置のハードウェア構成を示す図である。図７は、図４は、記憶手段２４３に格納されている、ＰＷＭ信号のＯＮ時間・ＯＦＦ時間の最大値・最小値（範囲）と、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間のデータの一例を示す図である。図６および図７において、他の構成は実施の形態１と同様であるので、異なる点についてのみ説明する。
【００６３】
図７において、定着ローラ２０１の端部側から消磁コイル３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃが設けられている。励磁コイル制御手段２４１が、端部温度Ｔｅや通紙する紙のサイズに基づいて、スイッチ３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１ＣをＯＮ／ＯＦＦさせることで、消磁コイル３００Ａ、３００Ｂ、３００ＣのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。
【００６４】
図７において、消磁コイル３００のＯＮ／ＯＦＦに関連づけて、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値と最小値（範囲）、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間（固定値）が登録されている。同図に示す例では、消磁コイル３００ＡがＯＦＦ、消磁コイル３００ＢがＯＦＦ、消磁コイル３００ＣがＯＦＦの場合は、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値＝ａ１μｓ、最小値＝ｂ１μｓ、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間＝ｃ１μｓが登録されている。また、消磁コイル３００ＡがＯＮ、消磁コイル３００ＢがＯＦＦ、消磁コイル３００ＣがＯＦＦの場合は、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値＝ａ２μｓ、最小値＝ｂ２μｓ、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間＝ｃ２が登録されている。また、消磁コイル３００ＡがＯＮ、消磁コイル３００ＢがＯＮ、消磁コイル３００ＣがＯＦＦの場合は、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値＝ａ３μｓ、最小値＝ｂ３μｓ、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間＝ｃ３が登録されている。また、消磁コイル３００ＡがＯＮ、消磁コイル３００ＢがＯＮ、消磁コイル３００ＣがＯＮの場合は、ＰＷＭ信号のＯＮ時間の最大値＝ａ４μｓ、最小値＝ｂ４μｓ、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時間＝ｃ４が登録されている。但し、ａ１＞ａ２＞ａ３＞ａ４、ｂ１＞ｂ２＞ｂ３＞ｂ４，ｃ１＞ｃ２＞ｃ３＞ｃ４である。
【００６５】
なお、電磁誘導加熱方式の定着装置としては、外部加熱方式に限らず、例えば定着ローラ２０１内に励磁コイルが内蔵されているタイプの内部加熱方式等のものであってもよい。また、定着ローラを直接加熱する方式に限らず、定着ベルトを介して加熱する方式でもよい。
【００６６】
なお、実施の形態１，２の画像形成装置は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置とを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【００６７】
実施形態１，２の画像形成装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００６８】
また、実施形態１，２の画像形成装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の画像形成装置で実行されるヒータ制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００６９】
また、実施形態１，２のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００７０】
実施の形態１，２の画像形成装置で実行されるプログラムは、上述した各部（励磁コイル制御手段、消磁コイル制御手段）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からヒータ制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００７１】
なお、実施の形態１，２では、画像形成装置は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機であってもよく、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１００  複合機
１０１  自動紙送り装置
１０２  原稿トレイ
１０３  コンタクトガラス
１０４  画像読取装置
１０５  書き込みユニット
１０６  感光体
１０７  現像装置
１０８ａ  第１給紙トレイ
１０８ｂ  第２給紙トレイ
１０８ｃ  第３給紙トレイ
１０９ａ  第１給紙装置
１０９ｂ  第２給紙装置
１０９ｃ  第３給紙装置
１１１  縦搬送ユニット
１１２  反転ユニット
１１３  排紙トレイ
１１４  排紙ユニット
１２０  定着装置
２００  誘導加熱装置
２０１  定着ローラ
２０２  加圧ローラ
２０４  第１の温度センサ
２０５  第２の温度センサ
２１０  励磁コイル
２３０  商用電源
２３１  整流ダイオード
２３２  共振用コンデンサ
２３３  ＩＧＢＴ
２３４  電源スイッチ
２３５  平滑コンデンサ
２３６  リレー
２４０  定着制御部
２４１  励磁コイル制御手段
２４２  消磁コイル制御手段
２４３  記憶手段
３００  消磁コイル
３０１  スイッチ
４０１  負荷検出手段
４０２  紙サイズ検出手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開２００８−２４９９４８号公報
【図１】
0005598167.tif 000002
【図２−１】
0005598167.tif 000003
【図２−２】
0005598167.tif 000004
【図３】
0005598167.tif 000005
【図４】
0005598167.tif 000006
【図５】
0005598167.tif 000007
【図６】
0005598167.tif 000008
【図７】
0005598167.tif 000009