(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、前記定着ローラを誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記コイルへの通電を制御する制御回路と、前記定着ローラを回転駆動させる駆動手段と、を有する定着装置において、前記定着ローラが回転開始してからの経過時間を計測するタイマ手段と、前記定着ローラが安定回転しているか否かを検知する検知手段と、定着開始にあたり前記定着ローラの回転並びに誘導加熱動作を開始させ計測時間が所定時間となったとき、前記定着ローラが安定回転している場合は誘導加熱動作を続行させ、前記定着ローラが安定回転していない場合は誘導加熱動作を停止させる手段と、を有することを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機等において、トナーなどの加熱溶融性粉体を用紙に定着させるための定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真を用いた複写機／プリンタ等においては、図４に示すような定着装置（以下、定着器と記す）により、紙などの媒体上に静電的に吸着させたトナーを熱と圧力によりに固定される。定着ローラには、温度検出用のセンサが取り付けてあり定着ローラ表面の温度定着している。図４に示すように、定着ローラ、加圧ローラが向かい合わせに配置されており二つのローラ間を静電的にトナーを吸着させた紙などの媒体を通過させる。その際定着ローラより加熱されまた、加圧ローラと定着ローラにより加圧されてトナーは、紙等の媒体を検出し、所望の温度になるように熱源を制御している。
【０００３】
複写機／プリンタ等に使われる定着ローラ内の加熱装置としては各種の方法が考案されている。その熱源としてはハロゲンヒータを用いた例、誘導加熱ヒータを用いた例などがある。
【０００４】
複写機／プリンタ等の電子写真装置においては、定着器の高速立ち上げ性に優れる誘導加熱方式をもちいる提案が増加している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
定着器においては、定着ローラを回転せずに誘導加熱装置に大電力を入力すると定着ローラの一部分のみに電力が集中して、定着ローラ、加圧ローラが融着してしまう等、ダメージが加えられる事がある。
【０００６】
また、温度検出用のサーミスタが検出している場所は、定着ローラが紙等と接する場所より構造上少しはなれてしまいローラ停止時には、最大温度部分の温度より低い温度を検出してしまう場合もある。
【０００７】
また、定着ローラの回転を検出してから、誘導加熱装置を動作させる方法も考えられるがその場合定着ローラモータのロック信号などによって定着ローラの安定回転が検知されるまでには、数秒かかるため定着器温度が充分に上がって一枚目のコピーが出力されるまでの時間（以下ＦＣＯＴ：first copy time とよぶ）が遅くなってしまう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、定着器の回転開始信号と同時に誘導加熱を開始し、所定時間以内に定着ローラモータのロック信号（安定回転検知）が返ってきたら加熱続行、返ってこなかったら加熱停止というシーケンスを用いる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
まず、誘導加熱方式の概略について説明する。
【００１０】
図３に概略の構成図を記す。図３において、Ｌ１は、図示していない平面状の磁性体からなる加熱対象物に誘導電流を誘起するための誘導加熱コイルでありＣ２は前記誘導加熱コイルの共振要素である。Ｄ１〜Ｄ４、ＮＦ１、Ｃ１は入力交流電力を整流し脈流に変換する整流回路である。前記整流回路より得られた脈流を電力スイッチ素子であるＱ１（ＩＧＢＴなどが用いられる）により高周波スイッチングし前記誘導加熱コイルに高周波電流を流すことができる。このようにしてＬ１に高周波電流をながすと、図示していない平面状の磁性体からなる加熱対象物に誘導電流を誘起することができて、加熱対象物の中に渦電流を発生させる。その渦電流の電流により加熱対象物内にジュール熱が発生する事で加熱対象物自らが発熱する。
【００１１】
誘導加熱コイルへ入力する電力の制御には、Ｑ１のオン時間を制御することで、実現している。このような誘導加熱方式を用いた定着器の特徴としては、（１）発熱部分が定着ローラ自身であること、（２）印加電力を調整可能なため許容できる最大電力（例えば国内においては、商用コンセント制限の１５Ａ入力までの電力−電源など他の部分が消費する電力）を印加できる、（３）温度リプルを小さくできるので定着ローラ肉厚を薄くできる、等の理由により、定着器の温度上昇を従来のハロゲンヒータを用いた系よりも早くできる。結果として、プリント開始信号またはコピー開始信号入力から、定着器温度が充分に上がって一枚目のコピーが出力されるまでの時間を早くすることができる（例えば定着ローラが冷えた状態から２０秒程度もあれば可能）。
【００１２】
図５に（ケース１）定着器モータオン時に定着器ヒータ（誘導加熱）をオンにした場合を（ケース２）定着器モータのロック信号検知後定着器ヒータをオンした場合を記す。
【００１３】
（ケース１）の場合
定着器が制御温度に到達するめでの時間は最短にできるが、定着ローラが用紙ジャム等により回転できずにいた場合には、定着ローラの融着などダメージが起こる場合もある。
【００１４】
（ケース２）の場合
定着器が制御温度に到達するめでの時間は最短にできないが、定着ローラが用紙ジャム等により回転できずにいた場合にも、定着ローラの融着などダメージが起こる心配はない。
【００１５】
上記、（ケース１）、（ケース２）のそれぞれの良い点をともに得るためには、定着器モータオン時に定着器ヒータ（誘導加熱）をオンにし、所定時間後に、モータロック信号がアクティブになっていることを確認し、加熱の継続、中断を判断すれば良い。
【００１６】
（実施例）
図１は本発明の一実施例を示す図面である。
【００１７】
図１においてＬ１は、平面状の磁性体からなる加熱対象物に誘導電流を誘起する誘導加熱コイルでありＣ２は前記誘導加熱コイルの共振要素である。Ｄ１〜Ｄ４、ＮＦ１、Ｃ１は交流電力を整流し脈流に変換する整流回路でありその脈流を電力スイッチ素子であるＱ１のスイッチングに応じて前記誘導加熱コイルに通電し、前記Ｑ１はそのスイッチング状態を制御するＩＣ１が制御端子に接続され、前記Ｑ１がオフしたときの前記誘導加熱コイルからのフライホイール電流を整流するＤ５が逆並列接続されてからなる電力変換回路であり前記誘導加熱コイルに加熱電力を供給するための電源回路を構成している。７及びＴＨ１は加熱部中央の温度を検出する測定回路であり、検出した温度が一定値になるようにＩＣ１よりなるＩＨ制御回路にフィードバックをかける構成をとっている。以上により、誘導加熱装置を構成している。
【００１８】
また、前記誘導加熱装置は、定着ローラ１００を加熱しており、該定着ローラはモータ１２により回転させられる。モータ１２には、モータ駆動手段８、安定回転検知手段９が接続されている。タイマ１０は、モータ駆動開始信号にてトリガされ、所定のタイマ期間までの時間をカウントする。安定回転検知手段９はモータ１２の安定回転（定速回転）を検知する。定着器制御手段１１は、誘導加熱装置、モータ駆動手段８，タイマ１０，ＩＨ制御回路に信号を出力できる。また、安定回転検知手段、タイマより信号を入力できる。
【００１９】
次に動作について図２を用いて説明する。
【００２０】
（１）Ｔ１にて、プリントまたはコピー動作が開始されると、定着器制御手段１１は、モータ駆動手段８に、モータ１２を回転させるようにスタート信号を出力する。同時に、タイマ回路１０にトリガ信号を出力してタイマを動作させる。さらに、ＩＨ制御回路にＯＮ信号を出力して誘導加熱装置により、定着ローラの加熱を開始する。
【００２１】
（２）Ｔ１以降定着器の温度は、上昇を開始する。Ｔ１にてトリガしたタイマ１０は、カウントアップしていきＴ３にて、所定値に達するとする。
【００２２】
（３）Ｔ３にて定着器モータ回転ロック信号がアクティブになっていない場合（図中、異常動作時）には、直ちにＩＨオン信号をインアクティブにして誘導加熱を停止させる。
【００２３】
（４）Ｔ３にて定着器モータ回転ロック信号がアクティブになっている場合（図中、正常動作時）には、ＩＨオン信号をアクティブ状態に維持して誘導加熱を継続させる。その後Ｔ４にて、定着ローラは制御温度に到達し温度保持動作に移行する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、定着器の回転開始信号と同時に誘導加熱を開始し、所定時間以内に定着ローラモータのロック信号（安定回転検知）が返ってきたら加熱続行、返ってこなかったら加熱停止というシーケンスを用いることで、定着ローラを最短時間で加熱しつつ、定着ローラにダメージを与えることがないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明第１の実施例
【図２】  本発明第１の実施例の動作を示す図
【図３】  誘導加熱方式の概略説明図
【図４】  定着器の構造図
【図５】  定着ローラ温度上昇概略図
【符号の説明】
Ｌ１：誘導加熱コイル
Ｃ２：コイル共振コンデンサ
Ｑ１：主電力スイッチ素子
７：温度検出回路
ＩＣ１：ＩＨ制御回路
ＴＨ１：温度検出素子
【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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