(57)【要約】【課題】本発明は、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱する。【解決手段】定着電源部５０は、電圧降圧回路５４が、交流電源電力ＡＣＰの交流電圧または全波整流回路３５で全波整流した電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として、誘導加熱インバータ５７に出力し、スイッチング素子５８が、ＣＰＵ５６からのスイッチング信号Ｓのオン幅で誘導加熱インバータ５７をスイッチング駆動して、定着ローラを誘導加熱する。ＣＰＵ５６は、定着ローラの表面温度とＡＣ電圧検出回路５１、ＡＣ電流検出回路５２の検出する交流電源電力ＡＣＰの電力値に基づいて、スイッチング素子５８がスイッチング素子５８へ出力するスイッチング信号Ｓのオン幅及び電圧降圧回路５４による出力電圧の電圧値を決定する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源電力を全波整流する整流手段と、
前記交流電源電力の交流電圧または前記整流手段による全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧手段と、
記録剤像の転写されている被記録媒体に該記録剤像を定着させる定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、
前記電圧降圧手段の前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、前記定着部材に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する共振手段と、
前記共振手段を所定のオン幅でスイッチング駆動して共振させるスイッチング素子と、
前記温度検出手段の検出する前記定着部材の表面温度に基づいて前記スイッチング素子の前記オン幅及び前記電圧降圧手段による前記出力電圧の電圧値を決定して、該オン幅で該スイッチング素子を駆動するとともに、該電圧降圧手段による電圧降圧動作を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする定着電源装置。
【請求項２】
前記定着電源装置は、
前記交流電源電力の電力値を検出する電力値検出手段を、備え、
前記制御手段は、
前記定着部材の表面温度と前記電力値検出手段の検出する前記電力値に基づいて、前記オン幅及び前記出力電圧の電圧値を決定することを特徴とする請求項１記載の定着電源装置。
【請求項３】
前記電圧降圧手段は、
前記入力電圧を分圧する複数の抵抗と、
複数の前記抵抗の接続状態を切り替えて前記出力電圧を出力するスイッチング素子と、
を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の定着電源装置。
【請求項４】
前記電圧降下手段は、
前記入力電圧の入力される１次巻線と２次巻線とを有するトランスと、
前記２次巻線の出力取り出し巻線位置を切り替えて前記出力電圧を出力する切り替え手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の定着電源装置。
【請求項５】
前記電圧降下手段は、
スイッチング手段のデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型フォワードコンバータであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の定着電源装置。
【請求項６】
前記電圧降下手段は、
スイッチング手段のデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型ハーフブリッジコンバータまたは絶縁型フルブリッジコンバータであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の定着電源装置。
【請求項７】
画像形成手段によって記録剤像の転写された被記録媒体を、定着電源部から電力供給される定着部で、加熱して該記録剤像を該被記録媒体に定着させる画像形成装置であって、
前記定着電源部として、請求項１から請求項６のいづれかに記載の定着電源装置を搭載していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
交流電源電力を全波整流する整流処理ステップと、
前記交流電源電力の交流電圧または前記整流処理ステップによる全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧処理ステップと、
記録剤像の転写されている被記録媒体に該記録剤像を定着させる定着部材の表面温度を検出する温度検出処理ステップと、
前記電圧降圧処理ステップの前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、前記定着部材に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する共振処理ステップと、
前記共振処理ステップを所定のオン幅でスイッチング駆動させて共振させるスイッチング処理ステップと、
前記温度検出処理ステップで検出される前記定着部材の表面温度に基づいて前記スイッチング処理ステップの前記オン幅及び前記電圧降圧処理ステップにおける前記出力電圧の電圧値を決定して、該オン幅で該スイッチング処理ステップを駆動させるとともに、該電圧降圧処理ステップによる電圧降圧動作を制御する制御処理ステップと、
を有していることを特徴とする定着電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着電源装置、画像形成装置及び定着電源制御方法に関し、詳細には、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱する定着電源装置、画像形成装置及び定着電源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置は、一様に帯電させた感光体上に画像データにより変調した書き込み光を照射して静電潜像を形成して、感光体上に形成した静電潜像を現像ユニットでトナーを用いて現像し、給紙部からレジストローラでタイミング調整されて感光体と転写ローラとの間に搬送されてくる用紙に、転写電源から転写ローラを介して高圧の転写バイアス（電圧、電流）を印加して感光体上のトナー画像を転写することで、トナー画像を用紙に形成している。電子写真方式の画像形成装置は、このようにしてトナー画像を転写した用紙を定着部で、定着ローラと加熱ローラで、トナー画像の転写された用紙を加熱・加圧しつつ搬送して、トナー画像を用紙に定着させている。
【０００３】
この定着部は、定着ローラの加熱の１つとして、ＩＨ（Inducing Heating：誘導加熱）方式を用いている場合があり、この誘導加熱方式の定着部は、誘導加熱用の電源部に、主として、電圧共振インバータや電流共振インバータが用いられる。
【０００４】
このインバータは、共振コンデンサを搭載しており、インバータに接続された誘導加熱用コイルと強振コンデンサとの間の共振動作を利用して、誘導加熱用コイルに交流電流を流す。
【０００５】
誘導加熱方式の定着部は、誘導加熱用コイル等の導線に交流電流を流すことで、磁界を発生させ、誘導加熱用コイル付近に配設されている定着ローラに渦電流を流して、発熱させる。インバータを用いた誘導加熱方式の定着部は、インバータをスイッチング素子によりスイッチング制御して共振動作させ、スイッチング素子をオンする時間（オン幅）によって、誘導加熱用コイルに流れる電流、すなわち、投入電力を調整して、所望の定着温度に定着ローラを加熱する。
【０００６】
誘導加熱方式の定着部においては、スイッチング素子の制御を、一般的に、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）によって行ない、投入電力として、数百Ｗ（ワット）〜数ＫＷまで要求され、上記スイッチング素子のオン幅を制御することにより電力制御している。
【０００７】
ところが、従来の誘導加熱方式の定着部は、電源部として、インバータを用いてスイッチング素子のオン幅制御によって電力制御を行っているが、スイッチング素子のオン時間が短い（投入電力が小さい）ときには、スイッチング素子のオン／オフ切り替え時にスイッチング損失（ハードスイッチング）による素子破壊が起こる可能性があるという問題があった。
【０００８】
例えば、スイッチング素子としてエミッタ接地のパワートランスが用いられている場合、スイッチング素子のオン時間が短いと、共振コンデンサと誘導加熱用コイルとの間での電圧共振が弱く、スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間電圧（Ｖｃｅ）が０Ｖまで低下しないうちにスイッチング素子がオンする共振であるハードスイッチングとなる傾向がある。このハードスイッチングが発生する条件下では、スイッチング損失が増加して、その損失がスイッチング素子の発熱を増加させ、スイッチング素子が破壊する接合温度以上にスイッチング素子の温度が上昇して、素子破壊が起こる。
【０００９】
すなわち、理想的なインバータの共振動作は、スイッチング素子がオンする際に、スイッチング素子のＶｃｅがほぼ０Ｖ（スイッチング損失≒０）まで下がっている必要がある。ところが、オン幅が短く制御される電力制御では、ハードスイッチング領域において、スイッチング素子のＶｃｅが０Ｖまで下がらないうちにオンになって、スイッチング素子破壊の可能性があるため、小電力側の出力が難しく、数百Ｗ〜数ＫＷまで細かく電力を制御することが難しいという問題があった。
【００１０】
そして、従来、交流電源を全波整流する整流手段と、誘導加熱用コイルおよび共振用コンデンサからなる共振回路と、共振回路を駆動するスイッチング素子と、上記スイッチング素子をオン幅制御するオン幅制御手段と、交流電源のゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段と、上記ゼロクロス検出手段の検出出力および設定電力に基づいて、上記商用電源の所定の半波期間において上記オン幅制御を行い、他の半波期間において上記オン幅制御を行わずその間上記スイッチング素子をオフとするオン幅制御駆動手段とを有することを特徴とする誘導加熱用電源装置が提案されている（特許文献１参照）。
【００１１】
すなわち、この従来技術は、電源の交流が０Ｖになる点を検出するゼロクロス検出手段の出力に基づいて、交流電源の半波単位でスイッチング素子のオン／オフ制御を行なうことで、インバータ出力の波数制御を行って、オン幅制御と波数制御により、ステップ状に小電力出力を図っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、電源の交流が０Ｖになる点を検出するゼロクロス検出手段の出力に基づいて、交流電源の半波単位でスイッチング素子のオン／オフ制御を行なっているため、半波単位での制御であることから、小電力側の出力を細かく制御することができないという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切にかつ細かく行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の定着電源装置は、交流電源電力を全波整流する整流手段と、前記交流電源電力の交流電圧または前記整流手段による全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧手段と、記録剤像の転写されている被記録媒体に該記録剤像を定着させる定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、前記電圧降圧手段の前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、前記定着部材に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する共振手段と、前記共振手段を所定のオン幅でスイッチング駆動して共振させるスイッチング素子と、前記温度検出手段の検出する前記定着部材の表面温度に基づいて前記スイッチング素子の前記オン幅及び前記電圧降圧手段による前記出力電圧の電圧値を決定して、該ステッピング幅で該スイッチング素子を駆動するとともに、該電圧降圧手段による電圧降圧動作を制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切にかつ細かく行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例を適用した画像形成装置の要部概略構成図。
【図２】全波整流回路の後段に電圧降圧回路を備えている定着電源部の回路構成図。
【図３】誘導加熱インバータの動作説明図。
【図４】全波整流回路の前段に電圧降圧回路を備えている定着電源部の回路構成図。
【図５】全波整流回路の後段に抵抗分圧方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。
【図６】全波整流回路の前段に抵抗分圧方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。
【図７】全波整流回路の後段に抵抗分圧方式の他の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。
【図８】全波整流回路の後段にトランス方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。
【図９】全波整流回路の前段にトランス方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。
【図１０】全波整流回路の後段にトランス方式の他の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。
【図１１】全波整流回路の後段に絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。
【図１２】絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路の回路構成図。
【図１３】絶縁型フルブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路の回路構成図。
【図１４】通常電圧におけるスイッチング信号のオン幅と出力電力の関係を示す図。
【図１５】スイッチング信号のオン幅が広いときのコレクタ−エミッタ間電圧とコイル電流を示す図。
【図１６】ハードスイッチング状態におけるコレクタ−エミッタ間電圧とコイル電流を示す図。
【図１７】降圧電圧におけるスイッチング信号のオン幅と出力電力の関係を示す図。
【図１８】誘導加熱インバータへの入力電圧の調整によってオン幅制御可能領域が広がっている状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図１８は、本発明の定着電源装置、画像形成装置及び定着電源制御方法の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の定着電源装置、画像形成装置及び定着電源制御方法の一実施例を適用した画像形成装置１の要部概略構成図である。
【００１９】
図１において、画像形成装置１は、図示しない本体筐体内に、給紙部１０、搬送ベルト機構部２０、搬送ベルト機構部２０に沿って配設されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ及び定着部４０等を備えており、これらの他に、図示しないが、モータ及びモータにより駆動される各部に駆動源を伝達する駆動機構部、操作表示部等を備えている。
【００２０】
給紙部１０は、給紙カセット１１、給紙ローラ１２、分離ローラ１３及び図示しないレジストローラ等を備えている。給紙部１０は、給紙カセット１１内の用紙（被記録媒体）Ｐを、給紙ローラ１２と分離ローラ１３により１枚ずつ分離して、レジストローラに送り出し、レジストローラが、給紙カセット１１から送られてきた用紙Ｐのタイミング調整を行って、用紙Ｐを所定のタイミングで搬送ベルト機構部２０に送り出す。
【００２１】
搬送ベルト機構部２０は、搬送ベルト２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３及びガイド板２４等を備えており、搬送ベルト２１は、無端リング状のベルトであって、駆動ローラ２２と従動ローラ２３に張り渡されている。搬送ベルト機構部２０は、駆動ローラ２２が、図示しない制御部の制御下で図外のモータ等の駆動機構により回転駆動されることにより、図１に矢印で示す反時計方向に回転駆動されて、搬送ベルト２１が、給紙部１０から送り出されてきてガイド板２４によって搬送ベルト２１へとガイドされた用紙Ｐを、各色の画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに順次搬送して、搬送される用紙Ｐに各色の画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋで、それぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像及びブラックトナー画像という各色のトナー画像（現像剤像）が順次用紙Ｐに重ね合わされて転写されてカラートナー画像が形成される。
【００２２】
各色の画像形成部（画像形成手段）３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋが搬送ベルト２１の搬送方向に沿って所定間隔で配設されており、それぞれ感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの周囲に、帯電部３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ、露光部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ、現像部３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ、転写部３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ、クリーニング部３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋ及び図示しない除電部等が配設されている。
【００２３】
各画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、図外の駆動機構により図１中時計方向に回転駆動される感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋを、帯電部３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋで一様に帯電させて、露光部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋから、各色の画像データで変調された書き込み光が感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに照射されて静電潜像が形成されると、該静電潜像の形成された感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに、現像部３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋで、それぞれＹＭＣＫの各色のトナーを付着させて、各色のトナー画像を形成する。そして、画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、搬送ベルト２１と感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋとの間に上記用紙Ｐが搬送されると、搬送ベルト２１の背面に配設された転写部３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋが、転写電位を付与して、感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上のＹＭＣＫ各色のトナー画像を順次用紙Ｐに重ねて転写させる。トナー画像の転写の完了した感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは、クリーニング部３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋで残留トナーがクリーニングされ、除電部で除電された後、再度、帯電部３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋで帯電されて、次の画像形成動作に供される。
【００２４】
上述のようにしてＹＭＣＫの各色のトナー画像が順次重ね合わされて転写されてカラー画像の形成された用紙Ｐは、静電的に搬送ベルト２１に吸着された状態で、搬送ベルト２１によりさらに搬送されて、駆動ローラ２２部分で搬送ベルト２１から分離されて、定着部４０に搬送される。
【００２５】
定着部４０は、定着ローラ（定着部材）４１、加圧ローラ４２、サーミスタ４３、サーモスタット４４及び誘導加熱コイル５７Ｌ（図２参照）、リレー回路及び排紙ローラ対等を備えている。定着ローラ４１と加圧ローラ４２は、所定の押圧力で押圧されて、一方が回転駆動されることにより、他方が連れ回りし、定着ローラ４１は、通電されることでその通電量に応じた温度に定着ローラ４１を加熱する誘導加熱コイル５７Ｌ（発熱手段）が近接配置されていて、該誘導加熱コイル５７Ｌへの誘導交流電流のオン幅が制御されることで、所定の定着温度に誘導加熱制御される。
【００２６】
定着部４０は、ＹＭＣＫの各色が重ね合わされたカラートナー画像が転写されて、搬送ベルト２１により搬送されてきた用紙Ｐを定着ローラ４１と加圧ローラ４２で加熱・加圧することにより、カラートナー画像を用紙Ｐに定着させ、排紙ローラ対により図示しない排紙トレイ上に排出する。
【００２７】
サーミスタ（温度検出手段）４３は、定着ローラ４１の近傍に配設され、定着ローラ４１の表面温度を検出して、アナログの電圧値の検出温度信号を出力する。
【００２８】
サーモスタット４４は、定着ローラ４１の近傍であって、誘導加熱コイル５７Ｌへの電力線に接続されており、所定の遮断温度以上に温度上昇すると、オフとなって、誘導加熱コイルへの通電を遮断する。
【００２９】
上記露光部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋは、例えば、それぞれＹＭＣＫ各色用のＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイヘッド等を備えており、それぞれＹＭＣＫ各色の画像データに応じてＬＥＤが点灯制御されることで、感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに書き込み光を照射する。
【００３０】
そして、画像形成装置１は、図２に示すように、その定着部４０の電源制御を行なう定着電源部（定着電源装置）５０を備えている。定着電源部５０は、ＡＣ電圧検出回路５１、ＡＣ電流検出回路５２、全波整流回路５３、電圧降圧回路５４Ａ、ＬＣフィルタ５５、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）５６、誘導加熱インバータ５７及びスイッチング素子５８等を備えており、全波整流回路５３に商用交流電源電力ＡＣＰが供給される。
【００３１】
全波整流回路（整流手段）５３は、ダイオードブリッジ等を用いた通常の全波整流回路であり、商用交流電源電力ＡＣＰを全波整流して、電圧降圧回路５４Ａ、ＬＣフィルタ５５を介して印加電圧Ｖｉとして、誘導加熱インバータ５７に供給する。
【００３２】
ＡＣ電圧検出回路５１は、全波整流回路５３に供給される商用交流電源電力ＡＣＰの電圧値を検出して、検出電圧値をＣＰＵ５６に出力し、ＡＣ電流検出回路５２は、全波整流回路５３に供給される商用交流電源電力ＡＣＰの電流値を検出して、検出電流値をＣＰＵ５６に出力する。これらＡＣ電圧検出回路５１とＡＣ電流検出回路５２は、全体として商用交流電源電力ＡＣＰの電力値を検出する電力値検出手段として機能している。
【００３３】
電圧降圧回路（電圧降圧手段）５４Ａは、全波整流回路５３で全波整流された直流電源電圧（入力電圧）を、ＣＰＵ５６からの降圧指示信号に基づいて降圧した降圧直流電圧、または、入力電圧を、出力電圧として、ＬＣフィルタ５５を通して印加電圧（出力電圧）Ｖｉとして誘導加熱インバータ５７に供給する。この電圧降圧回路５４Ａについては、あとで詳細に説明する。
【００３４】
ＬＣフィルタ５５は、共振コイル５５Ｌと共振コンデンサ５５Ｃを備えており、共振コイル５５Ｌと共振コンデンサ５５Ｃのリアクタンスに応じた周波数のノイズを選択的に除去して誘導加熱インバータ５７に供給する。
【００３５】
誘導加熱インバータ（共振手段）５７は、電圧共振方式のインバータであって、共振コンデンサ５７Ｃと誘導加熱コイル５７Ｌ等を備えており、エミッタ接地のスイッチングトランジスタ等であるスイッチング素子５８によって共振される。
【００３６】
ＣＰＵ（制御手段）５６は、図２には図示しないが、サーミスタ４３からの検出温度信号が入力され、予め図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）等に格納されている定着温度を比較して、誘導加熱コイル５７Ｌが定着ローラ４１に対して誘起する誘起電力を決定して、決定した該誘起電力と電圧降圧回路５４Ａから出力される降圧直流電圧である電力値、及び、ＡＣ電圧検出回路５１とＡＣ電流検出回路５２の検出した検出電圧値と検出電流値に応じたスイッチング素子５８のオン幅を予めＲＯＭ等に格納されているテーブルを参照して決定して、該オン幅のスイッチング信号Ｓをスイッチング素子５８のベースに出力する。
【００３７】
誘導加熱インバータ５７は、図３に示すように、スイッチング素子５８が、ＣＰＵ５６からのスイッチング信号Ｓが入力されると、スイッチング信号Ｓがオンの間、誘導加熱コイル５７Ｌに矢印で示す方向のコイル電流Ｉｌが流れるとともに共振コンデンサ５７Ｃに電荷が蓄積され、スイッチング信号Ｓがオフの間、共振コンデンサ５７Ｃに蓄積された電荷が誘導加熱コイル５７を通して放電されることで、矢印とは逆方向に電流が流れるという電圧共振が発生する。
【００３８】
誘導加熱インバータ５７は、スイッチング素子５８がオン／オフを繰り返すことで、誘導加熱コイル５７Ｌに交流が流れるとともに共振コンデンサ５７Ｃに電荷が蓄積されて、共振コンデンサ５７Ｃの電荷が誘導加熱コイル５７Ｌを通して放電を繰り返して、誘導加熱コイル５７Ｌと共振コンデンサ５７Ｃとの間で電圧共振が発生し、誘導加熱コイル５７Ｌに磁界が発生して、誘導加熱用コイル５７ｌ付近に配設されている定着ローラ４１に渦電流を流して、発熱させる。
【００３９】
なお、電圧降圧回路５４Ａは、全波整流回路５３の後段に配置されている必要はなく、図４に示すように、全波整流回路５３の前段に、電圧降圧回路５４Ｂとして配置されていてもよい。この場合、電圧降圧回路５４Ｂは、商用電源電力ＡＣＰの電圧を降圧して全波整流回路５３へ出力する。
【００４０】
そして、上記電圧降圧回路５４Ａ及び電圧降圧回路５４Ｂは、例えば、図５に電圧降圧回路５４Ａについて、図６に電圧降圧回路５６Ｂについて、それぞれ示すように、抵抗ＲａＡ、ＲｂＡを、スイッチング素子ＴｒａＡ、ＴｒｂＡのオンとオフで、迂回させたり、接続させることで、または、抵抗ＲａＢ、ＲｂＢをスイッチング素子ＴｒａＢ、ＴｒｂＢのオンとオフで、迂回させたり、接続させることで、商用電源電力ＡＣＰの電圧を、全波整流回路５３で整流した電圧を入力電圧として、該入力電圧をそのまま、または、電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂで分圧して降圧した降圧電圧を、出力電圧として、ＬＣフィルタ５５を介して誘導加熱インバータ５７に印加電圧Ｖｉとして供給している。
【００４１】
そして、ＣＰＵ５６は、このスイッチング素子ＴｒａＡ、ＴｒｂＡ及びスイッチング素子ＴｒａＢ、ＴｒｂＢのオン／オフ制御を、後述するスイッチング素子５８のスイッチングのオン幅が、スイッチング素子５８のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅが０Ｖまで落ちない幅まで狭くなるハードスイッチング幅まで狭くなると、該ハードスイッチングを防止するように、すなわち、電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂが入力電圧を降圧してＬＣフィルタ５５を介して誘導加熱インバータ５７に出力する。すなわち、電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、入力電圧をそのまま出力電圧とするときには、ＣＰＵ５６によってスイッチング素子ＴｒａＡ、ＴｒｂＢがオン、スイッチング素子ＴｒｂＡ、ＴｒｂＢがオフにされることで、抵抗ＲａＡ、ＲａＢを流れないで、すなわち、電圧降下しない入力電圧を出力電圧とする。一方、電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、電圧降下するときには、ＣＰＵ５６によってスイッチング素子ＴｒａＡ、ＴｒｂＢがオフ、スイッチング素子ＴｒｂＡ、ＴｒｂＢがオンにされることで、抵抗ＲａＡ、ＲａＢ及び抵抗ＲｂＡ、ＲｂＢを流れて分圧された降圧電圧（分圧電圧）を出力電圧とする。
【００４２】
なお、図５及び図６に示した抵抗分圧方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、２つの抵抗ＲａＡと抵抗ＲｂＡ及び２つの抵抗ＲａＢと抵抗ＲｂＢを用いて入力電圧を分圧して出力電圧としているが、２つの抵抗を用いるものに限るものではなく、例えば、電圧降圧回路５４Ａの場合について、図７に示すように、３つの抵抗ＲａＡ、ＲｂＡ、ＲｃＡを用い、それぞれの抵抗ＲａＡ、ＲｂＡ、ＲｃＡに並列に、または、直列にスイッチング素子ＴｒａＡ、ＴｒｂＡ、ＴｒｃＡを接続して、それぞれのスイッチング素子ＴｒａＡ、ＴｒｂＡ、ＴｒｃＡのオン／オフ制御をＣＰＵ５６で行なうことで、出力電圧をより細かく分圧制御して、誘導加熱インバータ５７をスイッチングするスイッチング素子５８のハードスイッチングを防止してもよい。
【００４３】
また、電圧降圧回路５４Ａ及び電圧降圧回路５４Ｂは、例えば、図８に電圧降圧回路５４Ａについて、図９に電圧降圧回路５４Ｂについて、それぞれ示すように、トランスＴＡ及びトランスＴＢと、トランスＴＡ、ＴＢの２次側巻線の取り出し口を切り替えるスイッチング素子ＴｒｄＡ及びスイッチング素子ＴｒｄＢを備えたトランス方式であってもよい。このトランス方式の電圧降圧回路５４Ａ及び電圧降圧回路５４Ｂは、ＣＰＵ５６が、スイッチング素子ＴｒｄＡ及びスイッチング素子ＴｒｄＢを、誘導加熱インバータ５７をスイッチングするスイッチング素子５８のハードスイッチングを防止するように、オン／オフ制御して、トランスＴＡ、ＴＢの２次側巻線の取り出し口を切り替えて出力電圧を調整する。
【００４４】
なお、図８及び図９に示したトランス方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、トランスＴＡ、ＴＢの２次側の取り出し口を１つのスイッチング素子ＴｒｄＡ、ＴｒｄＢで２段階に切り替えるものに限るものではなく、例えば、電圧降圧回路５４Ａの場合について、図１０に示すように、２次側に２つのスイッチング素子ＴｒｄＡとスイッチング素子ＴｒｅＡを設けて、これらのスイッチング素子ＴｒｄＡ、ＴｒｅＡのオン／オフ制御をＣＰＵ５６が行なって、巻線の取り出し口を３つに切り替えるようにしてもよい。この場合、オンしているスイッチング素子ＴｒｄＡとスイッチング素子ＴｒｅＡが増えるほど、２次側巻線の巻線数が少なくなって降圧され、降圧することなく２次側出力電圧を出力するときには、スイッチング素子ＴｒｄＡ、ＴｒｅＡをオフにする。
【００４５】
さらに、電圧降圧回路５４Ａ及び電圧降圧回路５４Ｂは、例えば、図１１に電圧降圧回路５４Ａについて示すように、トランスＴＡ、トランスＴＡの１次側巻線に直列に接続されてＣＰＵ５６によりオン／オフ制御されるスイッチング素子ＴｒｆＡ、トランスＴＡの１次側巻線間に接続されているコンデンサＣａ、トランスＴＡの２次側巻線とＬＣフィルタ５５の共振コイル５５Ｌにそれぞれ接続されている共振コイル５５Ｌ方向を順方向とするダイオードＤａ、Ｄｂを備えている絶縁型フォワードコンバータ方式であってもよい。この絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａは、入力電圧をコンデンサＣａで平滑して、スイッチング素子ＴｒｆＡがオンすると、トランスＴＡの１次側電流が増加し、１次側電流の増加にともなってトランスＴＡの２次側電流が増加する。絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａは、スイッチング素子ＴｒｆＡがオンしてトランスＴＡの１次電流によって誘起された２次側電流が、ダイオードＤＡ及びＬＣフィルタ５５の共振コイル５５Ｌを通して、誘導加熱インバータ５７に流れるとともに、共振コンデンサ５７Ｃを充電させ、スイッチング素子ＴｒｆＡがオフになって、トランスＴＡの２次電流が停止すると、ＬＣフィルタ５５の共振コンデンサ５７Ｃの電荷が、ダイオードＤｂ及び共振コイル５５Ｌを通して還流する。
【００４６】
この絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａは、トランスＴＡの１次側巻線の巻き数をＮｐ、２次側巻線の巻き数をＮｓ、１次側電圧をＶ１、２次側電圧をＶ２、スイッチング素子ＴｒｆＡのＣＰＵ５６によるデューティ比をＤ（＝ｔｏｎ／Ｔ）とすると、２次電圧Ｖ２は、次式（１）により与えられる。
【００４７】
Ｖ２＝Ｄ×Ｎｓ／Ｎｐ×Ｖ１・・・（１）
すなわち、絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａは、ＣＰＵ５６によりスイッチング素子ＴｒｆＡのデューティ比Ｄが調整されることによって、出力電圧が変化する。
【００４８】
また、電圧降圧回路５４Ａ及び電圧降圧回路５４Ｂは、上記各方式の電圧降圧回路に限るものではなく、種々の方式の電圧降圧回路を用いることができ、例えば、図１２に示すような絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式や図１３に示す絶縁型フルブリッジコンバータ方式であってもよい。
【００４９】
図１２に示す絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、トランスＴ１、スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２、入力側ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、入力側コンデンサＣ１、Ｃ２、２分割された２次側巻線にそれぞれ接続されている出力側ダイオードＤｏ１、Ｄｏ２等を備えており、スイッチング素子Ｔｒ１とスイッチング素子Ｔｒ２が、ＣＰＵ５６によってオン時間（ｔｏｎ）で交互にオン制御される。この絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、スイッチング素子Ｔｒ１とスイッチング素子Ｔｒ２が、１／２に分割して、どちらかのスイッチング素子Ｔｒ１とスイッチング素子Ｔｒ２がオンのときにトランスＴ１の１次側には入力電圧の１／２の値が与えられる。この絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、トランスＴ１の１次側巻線の巻き数をＮｐ、２次側巻線の巻き数をＮｓ、１次側電圧をＶ１、２次側電圧をＶ２、スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２のデューティ比をＤ（＝ｔｏｎ／Ｔ）とすると、２次電圧Ｖ２は、次式（２）により与えられる。
【００５０】
Ｖ２＝Ｄ×Ｎｓ／Ｎｐ×Ｖ１・・・（２）
したがって、絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２のデューティ比が、ＣＰＵ５６によっ調整されることによって、出力電圧が変化する。
【００５１】
図１３に示す絶縁型フルブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、トランスＴ１、１次側の４つのスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、入力側ダイオードＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３、Ｄｉ４、２分割された２次側巻線にそれぞれ接続されている出力側ダイオードＤｏ１、Ｄｏ２等を備えており、スイッチング素子Ｔｒ１とスイッチング素子Ｔｒ４及びスイッチング素子Ｔｒ２とスイッチング素子Ｔｒ３が、ＣＰＵ５６によってオン時間（ｔｏｎ）毎に、交互にオン制御される。この絶縁型フルブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂは、絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂと同様ので動作原理で動作し、同様の出力電圧を出力する。
【００５２】
そして、上記図８から図１３に示したトランスを用いた電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂの場合、商用交流電源電力ＡＣＰからのノイズやサージ電圧（異常電圧）が、誘導加熱インバータ５７やＣＰＵ５６に伝わるのを防止することができる。
【００５３】
なお、画像形成装置１、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本発明の定着電源制御方法を実行する定着電源制御プログラムを読み込んでＲＯＭ等の不揮発性メモリに導入することで、後述するハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱する定着電源制御方法を実行する定着電源部５０を搭載した画像形成装置として構築されている。この定着電源制御プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。
【００５４】
次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置１は、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切にかつ細かく行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱する。
【００５５】
すなわち、画像形成装置１は、給紙部１０から用紙Ｐを１枚ずつ分離して搬送ベルト機構部２０へ送り出し、搬送ベルト機構部２０は、搬送ベルト２１上に用紙Ｐを吸着した状態で、搬送ベルト２１に沿って配設されている画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに順次搬送する。
【００５６】
画像形成装置１は、搬送ベルト２１上を搬送される用紙Ｐに、画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋで各色のトナー画像を順次重ね合わせて転写して、カラートナー画像を形成し、カラートナー画像の転写された用紙Ｐを定着部４０に送り出す。
【００５７】
定着部４０は、トナー画像が転写されて、搬送ベルト２１により搬送されてきた用紙Ｐを、定着ヒータによって定着温度に加熱されている定着ローラ４１と加圧ローラ４２で加熱・加圧することにより、カラートナー画像を用紙Ｐに定着させ、排紙ローラ対により図示しない排紙トレイ上に排出する。
【００５８】
そして、画像形成装置１は、画像形成時に、定着制御部５０が、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱する。
【００５９】
すなわち、定着温度制御部５０は、定着ローラ４１の表面温度を検出するサーミスタ４３からの検出温度信号に基づいて、ＣＰＵ５６が、誘導加熱インバータ５７のスイッチング素子５８へ出力するスイッチング信号Ｓのオン時間ｔｏｎを制御して、誘導加熱コイル５７Ｌが定着ローラに４１に誘起する誘起起電力によって定着ローラ４１を意図する定着温度に加熱する。
【００６０】
すなわち、ＣＰＵ５６は、サーミスタ４３からの検出温度信号が入力され、予め図示しないＲＯＭ等に格納されている定着温度を比較して、誘導加熱コイル５７Ｌが定着ローラ４１に対して誘起する誘起電力を決定して、決定した該誘起電力と電圧降圧回路５４から出力される降圧直流電圧、及び、ＡＣ電圧検出回路５１とＡＣ電流検出回路５２の検出した検出電圧値と検出電流値、すなわち、商用交流電源電力ＡＣＰの電力値に応じたスイッチング素子５８のオン幅を予めＲＯＭ等に格納されているテーブルを参照して決定し、該オン幅のスイッチング信号Ｓをスイッチング素子５８のベースに出力する。
【００６１】
そして、誘導加熱インバータ５７は、図３に示したように、スイッチング素子５８が、ＣＰＵ５６からのスイッチング信号Ｓが入力されると、スイッチング信号Ｓがオンの間、誘導加熱コイル５７Ｌに矢印で示す方向のコイル電流Ｉｌが流れるとともに共振コンデンサ５７Ｃに電荷が蓄積され、スイッチング信号Ｓがオフの間、共振コンデンサ５７Ｃに蓄積された電荷が誘導加熱コイル５７Ｌを通して放電されることで、矢印とは逆方向に電流が流れるという電圧共振が発生する。
【００６２】
スイッチング素子５８がオン／オフを繰り返して、誘導加熱コイル５７Ｌに交流が流れて電圧共振が発生することで、磁界が発生し、誘導加熱用コイル５７ｌ付近に配設されている定着ローラ４１に渦電流を流して、発熱させる。
【００６３】
すなわち、ＣＰＵ５６は、図１４に示すように、誘導加熱インバータ５７によって大電力を発生させて定着ローラ４１を大電力加熱するときには、電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂに電圧の降圧を行わせない制御信号を出力して、通常電圧、すなわち、全波整流回路５３で全波整流してＬＣフィルタ５５でフィルタリングした直流電圧、例えば、１００Ｖを、誘導加熱インバータ５７に印加電圧Ｖｉとして入力させて、スイッチング素子５８へ、定着ローラ４１の誘導加熱に必要な所定のオン幅のスイッチング信号Ｓを出力し、この大電力加熱でのオン幅においては、図１５に示すように、スイッチング素子５８がオンするときには、コレクターエミッタ間電圧Ｖｃｅが、０Ｖとなっていて、コイル電流Ｉｌが誘導加熱コイル５７Ｌに正常に流れ、定着ローラ４１を誘導加熱する。
【００６４】
ところが、図１６に示すように、ＣＰＵ５６は、必要な誘導加熱電力が少なくなって、スイッチング素子５８へ出力するスイッチング信号Ｓのオン幅（ｔｏｎ）を短くしていくと、スイッチング素子５８のコレクターエミッタ管電圧Ｖｃｅが０Ｖまで下がらないうちにスイッチング信号Ｓがオンになって、スイッチング素子５８が破壊するおそれのある図１４に破線で示すハードスイッチングの状態となる。すなわち、誘導加熱インバータ５７は、入力される印加電圧Ｖｉが通常電圧（例えば、１００Ｖ）の場合には、図１４に示すように、出力電力として、１５００Ｗから６００Ｗ程度までは、ハードスイッチ状態に至ることなく通常オン幅制御が可能であるが、６００Ｗよりも出力電力が小さくなると、スイッチング素子５８へのスイッチング信号Ｓのオン幅がハードスイッチングを発生させるハードスイッチング領域に入ってしまう。
【００６５】
そこで、ＣＰＵ５６は、図１７に示すように、誘導加熱インバータ５７への印加電圧Ｖｉが通常電圧ではスイッチング素子５８へのスイッチング信号Ｓのオン幅がハードスイッチング領域となる出力電力（図１４では、６００Ｗ）よりも大きい出力電力から、電圧降圧回路５４Ａ、５４Ｂへ電圧の降圧を行わせる制御信号を出力して、すなわち、スイッチング損失を低減させるように、降圧電圧（例えば、８０Ｖ）を誘導加熱インバータ５７に印加電圧Ｖｉとして供給させる。
【００６６】
スイッチング素子５８は、誘導加熱インバータ５７の印加電圧Ｖｉが降圧電圧に下がると、通常電圧ではハードスイッチングとなっていたスイッチング信号Ｓのオン幅であっても、スイッチング信号Ｓがオンとなるタイミングには、コレクターエミッタ間電圧が０Ｖに低下するようになり、ハードスイッチングとなることがなくなる。
【００６７】
例えば、スイッチング素子５８は、入力電圧が８０Ｖであると、出力電力が１００Ｗ程度までのスイッチング信号Ｓの信号幅まで、ハードスイッチングが発生することなく、スイッチング処理を行うことができる。なお、この場合、出力電力の最大値が、通常電圧のときの最大出力電力（例えば、図１４の場合、１５００Ｗ）であったのが、図１７に示すように、例えば、８００Ｗまで、低下するが、通常電圧時のハードスイッチング発生領域の下限の最大電力と降圧電圧での最大電力が重なる領域があると、電圧を降圧するタイミングを適切に設定することで、図１８に示すように、電圧降圧を行なうことで、通常電圧ではハードスイッチング領域となっていたスイッチング信号オン幅においても、スイッチング素子５８を適正にスイッチング動作させて、必要な出力電力を確保することができる。
【００６８】
このように、本実施例の画像形成装置１は、その定着電源部（定着電源装置）５０が、交流電源電力を全波整流する全波整流回路（整流手段）５３と、交流電源電力の交流電圧または全波整流回路３５による全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧回路（電圧降圧手段）５４と、トナー画像（記録剤像）の転写されている用紙（被記録媒体）Ｐに該トナー画像を定着させる定着ローラ（定着部材）４１の表面温度を検出するサーミスタ（温度検出手段）４３と、電圧降圧回路５４の前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、定着ローラ４１に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する誘導加熱インバータ（共振手段）５７と、誘導加熱インバータ５７を所定のオン幅でスイッチング駆動して共振させるスイッチング素子５８と、サーミスタ４３の検出する定着ローラ４１の表面温度に基づいて前記スイッチング素子５８の前記オン幅及び電圧降圧回路５４による前記出力電圧の電圧値を決定して、該オン幅で該スイッチング素子５８を駆動するとともに、該電圧降圧回路５４による電圧降圧動作を制御するＣＰＵ（制御手段）５６と、を備えている。
【００６９】
したがって、定着ローラ４１の表面温度に基づいてスイッチング素子５８のオン幅と電圧降圧回路５４による前記出力電圧の電圧値を決定することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子５８のハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱することができる。また、ＣＰＵ５６が、電圧降圧時にオン幅を制御することで、小電力範囲で、細かく出力制御することができる。
【００７０】
また、本実施例の画像形成装置１は、その定着電源部５０が、交流電源電力を全波整流する整流処理ステップと、前記交流電源電力の交流電圧または前記整流処理ステップによる全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧処理ステップと、トナー画像の転写されている用紙Ｐに該トナー画像を定着させる定着ローラ４１の表面温度を検出する温度検出処理ステップと、前記電圧降圧処理ステップの前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、定着ローラ４１に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する共振処理ステップと、前記共振処理ステップを所定のオン幅でスイッチング駆動させて共振させるスイッチング処理ステップと、前記温度検出処理ステップで検出される定着ローラ４１の表面温度に基づいて前記スイッチング処理ステップの前記オン幅及び前記電圧降圧処理ステップにおける前記出力電圧の電圧値を決定して、該オン幅で該スイッチング処理ステップを駆動させるとともに、該電圧降圧処理ステップによる電圧降圧動作を制御する制御処理ステップと、を有する定着電源制御方法を実行している。
【００７１】
したがって、定着ローラ４１の表面温度に基づいてスイッチング素子５８のオン幅と電圧降圧回路５４による前記出力電圧の電圧値を決定することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子５８のハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱することができる。
【００７２】
さらに、本実施例の画像形成装置１は、その定着電源部５０が、交流電源電力の電力値を検出する電力値検出手段であるＡＣ電圧検出回路５１とＡＣ電流検出回路５２と、備え、ＣＰＵ５６が、定着ローラ４１の表面温度とＡＣ電圧検出回路５１及びＡＣ電流検出回路５２の検出する電力値に基づいて、前記オン幅及び前記出力電圧の電圧値を決定している。
【００７３】
したがって、誘導加熱インバータ５７に入力される電圧を正確に判定してスイッチング素子５８へのスイッチング信号Ｓのオン幅と電圧降圧回路５４の出力電圧を決定することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子５８のハードスイッチングの発生をより一層適切に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力をより一層適切に行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱することができる。
【００７４】
また、本実施例の定着電源部５０は、電圧降圧回路５４が、前記入力電圧を分圧する複数の抵抗ＲａＡ、ＲｂＡ、ＲｃＡ、ＲａＢ、ＲｂＢと、複数の抵抗ＲａＡ、ＲｂＡ、ＲｃＡ、ＲａＢ、ＲｂＢの接続状態を切り替えて前記出力電圧を出力するスイッチング素子ＴｒａＡ、ＴｒｂＡ、ＴｒｃＡ、ＴｒａＢ、ＴｒｂＢと、を備えている。
【００７５】
したがって、抵抗とスイッチング素子のみという簡単で安価な構成で電圧を降圧させることができ、スイッチング素子５８のハードスイッチングの発生を安価に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を安価かつ適切に行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱することができる。
【００７６】
さらに、本実施例の定着電源部５０は、その電圧降圧回路５４が、前記入力電圧の入力される１次巻線と２次巻線とを有するトランスＴＡ、ＴＢと、前記２次巻線の出力取り出し巻線位置を切り替えて前記出力電圧を出力する切り替え手段であるスイッチング素子ＴｒｄＡ、ＴｒｄＢと、を備えている。
【００７７】
したがって、交流電源電力ＡＣＰからのノイズやサージ電圧（異常電圧）が伝わるのを防止することができるとともに、適切に電圧を降圧させることができ、スイッチング素子５８のハードスイッチングの発生を適切に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力をより一層適切に行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱することができる。
【００７８】
また、本実施例の定着電源部５０は、その電圧降圧回路５４が、スイッチング素子（スイッチング手段）ＴｒｆＡのデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型フォワードコンバータである。
【００７９】
したがって、スイッチング素子ＴｒｆＡのデューティ比を変化させるだけで、出力電圧を制御することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子５８のハードスイッチングの発生を簡単かつ適切に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力をより一層適切に行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱することができる。
【００８０】
さらに、本実施例の定着電源部５０は、その電圧降圧回路５４が、スイッチング手段であるスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２のデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型ハーフブリッジコンバータまたはスイッチング手段であるスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型フルブリッジコンバータである。
【００８１】
したがって、スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２またはスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のデューティ比を変化させるだけで、出力電圧を制御することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子５８のハードスイッチングの発生を簡単かつ適切に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力をより一層適切に行なって定着ローラ４１を意図する温度に誘導加熱することができる。
【００８２】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１  画像形成装置
１０  給紙部
１１  給紙カセット
１２  給紙ローラ
１３  分離ローラ
２０  搬送ベルト機構部
２１  搬送ベルト
２２  駆動ローラ
２３  従動ローラ
２４  ガイド板
３５  ２次転写ローラ
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ  画像形成部
３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ  感光体
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ  帯電部
３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ  露光部
３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ  現像部
３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ  転写部
３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋ  クリーニング部
４０  定着部
４１  定着ローラ
４２  加圧ローラ
４３  サーミスタ
４４  サーモスタット
５０  定着電源部
５１  ＡＣ電圧検出回路
５２  ＡＣ電流検出回路
５３  全波整流回路
５４Ａ、５４Ｂ  電圧降圧回路
５５  ＬＣフィルタ
５５ｌ  共振コイル
５５ｃ  共振コンデンサ
５６  ＣＰＵ
５７  誘導加熱インバータ
５７ｃ  共振コンデンサ
５７ｌ  誘導加熱コイル
５８  スイッチング素子
ＡＣＰ  商用電源電力
Ｉｌ  コイル電流
ＲａＡ、ＲｂＡ、ＲａＢ、ＲｂＢ、ＲｃＡ  抵抗
ＴｒａＡ、ＴｒｂＡ、ＴｒａＢ、ＴｒｂＢ  スイッチング素子
ＴＡ、ＴＢ  トランス
ＴｒｄＡ、ＴｒｄＢ、ＴｒｅＡ  スイッチング素子
Ｃａ  コンデンサ
Ｄａ、Ｄｂ  ダイオード
Ｔ１  トランス
Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４  スイッチング素子
Ｄｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３、Ｄｉ４  入力側ダイオード
Ｃ１、Ｃ２  入力側コンデンサ
Ｄｏ１、Ｄｏ２  出力側ダイオード
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２００５−１７６４８５号公報
【図１】
2014044617.tif 000003
【図２】
2014044617.tif 000004
【図３】
2014044617.tif 000005
【図４】
2014044617.tif 000006
【図５】
2014044617.tif 000007
【図６】
2014044617.tif 000008
【図７】
2014044617.tif 000009
【図８】
2014044617.tif 000010
【図９】
2014044617.tif 000011
【図１０】
2014044617.tif 000012
【図１１】
2014044617.tif 000013
【図１２】
2014044617.tif 000014
【図１３】
2014044617.tif 000015
【図１４】
2014044617.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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