(57)【要約】    【課題】  定着装置において電力に対する電力検知レベルの誤差を少なくし、制御電力の精度を上げた誘導加熱制御装置を提供する。    【解決手段】  第一の調整電力が700Ｗになるように信号入力手段11で電力調整を行い、700Ｗになった時の電力検知レベルを内部メモリＡに記憶する。同様に、第二の調整電力が1300Ｗになるように信号入力手段11で電力調整を行い、1300Ｗになった時の電力検知レベルを内部メモリＢに記憶する。電力検知レベル特性を示す一次方程式の傾きと切片を演算し、演算した傾きと切片を不揮発メモリ10のメモリａ，ｂにそれぞれ記憶させる。電力検知レベルを変数ｘとし、傾きをａ、切片をｂとした入力電力ｙを求める一次方程式ｙ＝ａｘ＋ｂにあてはめて入力電力ｙを演算し、前記設定電力と比較してフィードバック制御を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着装置に用いられ、被加熱部を電磁誘導加熱する加熱手段と、電力を検知する検知手段と、異なった複数の電力に対する前記検知手段の検知レベルから、前記電力と前記検知手段の検知レベルとの関係を定義し、検知レベルを補正する補正手段と、前記電力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする誘導加熱制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、複数の前記加熱手段を有する場合において、前記加熱手段それぞれについて個別の補正を設定できるものであることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱制御装置。
【請求項３】
前記補正手段は、補正を記憶装置に記憶させるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘導加熱制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機等の画像定着に使用される定着装置における誘導加熱制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、複写機には、被転写材としての用紙にトナーを定着させるための定着装置が用いられている。従来の定着装置として、特許文献１のように、誘導コイルからの電磁誘導加熱により被加熱部としての定着ローラを加熱し、熱や圧力によってトナーを溶かし、用紙に定着させるものがある。このような定着装置では、定着ローラへの加熱量を設定された所定量に制御するために、加熱制御部が入力電圧及び入力電流から一定周期毎に電力フィードバック制御をし、当該電磁誘導加熱の加熱電力出力の更新を行っている。この電力フィードバック制御では、入力電圧および入力電流を検知して電力を求め、求めた電力をもとに誘導コイルへの供給電力が所定の加熱電力になるように制御を行う。その際、入力電圧および入力電流を検知する電圧・電流検知手段は、それぞれ検知回路などを用いて検知を行っている。
【特許文献１】特開２００３−３３９１６７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、前記検知回路に用いる部品の特性バラツキなどから、そのままでは個々の製品間で検知レベルにバラツキが生じてしまい、定着ローラへの加熱量を正確に制御することが困難であるという問題があった。そこで、このバラツキを吸収するために、従来の定着装置では、例えば出荷検査時などにおいて、入力電力に比例した電力レベルを検知できる電力計などの電力レベル検知手段を用いて、誘導コイルへの供給電力が所定の補正調整電力になるように手動調整しておき、前記電圧・電流検知手段によりその時の電力を検知し、当該電力検知レベルと既知の補正調整電力値とのずれから前記検知回路の電力検知レベルが適切な値になるよう補正していた。
【０００４】
しかしながら、予め決められた補正調整電力において正規の検知レベルになるように補正を行っているが、調整を行う電力以外の点では検知回路の直線性のバラツキにより入力電力に対する電力検知レベルがずれてしまい、正確な加熱電力が出力されないという問題があった。すなわち、当該補正を前記補正調整電力値一点で行う為、図４に示すように、入力電力に対する実際の電力検知レベルの傾きが、正規の検知レベルである基準電力検知レベルからずれていた場合には、補正調整電力では基準電力検知レベルと実際の電力検知レベルが一致していても、補正調整電力から離れた電力では、加熱制御部からの指令入力電力に対して実際の電力検知レベルが大きくずれてしまうため、フィードバック電力に誤差が生じ、結果として加熱電力に誤差が生じてしまう。
【０００５】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、定着装置において電力に対する電力検知レベルの誤差を少なくし、制御電力の精度を上げた誘導加熱制御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】
【０００６】
本発明における請求項１の誘導加熱制御装置では、定着装置において検知手段の検知レベル補正を複数の電力調整点で行うことにより、電力に対する電力検知レベルの誤差を少なくすることができるようになり、制御電力の精度ひいては被加熱部への加熱量の精度を上げることができる。
【０００７】
本発明における請求項２の誘導加熱制御装置では、加熱手段毎に検知手段の電力検知レベルの特性が異なる場合でも、加熱手段毎に複数の電力で補正を行うことで、加熱手段毎に補正された電力検知ができ、加熱手段によって加熱電力にバラツキが出ることがなくなる。
【０００８】
本発明における請求項３の誘導加熱制御装置では、補正を記憶装置に記憶することで不用意に調整値がずれたり、消失したりしてしまうことが無くなり、また補正の数が増えてもメモリ記憶容量の範囲内であれば部品を増やさずに補正の数を増やすことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１によると、定着装置において電力に対する電力検知レベルの誤差を少なくし、制御電力の精度を上げた誘導加熱制御装置を提供することができる。
【００１０】
本発明の請求項２によると、複数の加熱手段を有する場合でも、加熱手段の個体差によって加熱電力にバラツキが出ることがなくなる。
【００１１】
本発明の請求項３によると、補正の信頼性を向上させることができると共に、加熱手段の増設にも容易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明における誘導加熱制御装置の好ましい実施例を説明する。
【００１３】
図１に基づいて、本実施例における電気的構成を説明すると、１は例えばＡＣ１００Ｖの交流電源、２は交流電源１からの交流電力を直流入力電力に変換する例えばダイオードブリッジと平滑コンデンサとチョークコイルとからなる直流整流回路であり、この直流整流回路２からの直流入力電力が、共振コンデンサ８と逆方向ダイオードを内蔵したスイッチング素子４との直列回路に供給される。また、３は加熱手段としての誘導加熱コイルであり、この誘導加熱コイル３は共振コンデンサ８と並列に接続される。共振コンデンサ８とスイッチング素子４との直列回路は、前記直流入力電力を高周波電力に変換するインバータ回路に相当する。そして、スイッチング素子４のゲートに供給されるパルス駆動信号によりスイッチング素子４をスイッチング動作させ、誘導加熱コイル３と共振コンデンサ８との間で共振を起こすことで、誘導加熱コイル３に高周波電流を流すように構成している。
【００１４】
前記誘導加熱コイル３を所望の設定電力で出力させるための電力フィードバック制御手段として、前記インバータ回路に供給する入力電圧を検知する入力電圧検知手段６と、入力電流を検知する入力電流検知手段７と、この入力電圧検知手段６と入力電流検知手段７で得られた検知結果を基に、スイッチング素子４のスイッチング動作すなわちオン時間を可変制御する例えばマイクロコンピュータなどからなる加熱制御手段としての誘導加熱制御回路９がそれぞれ設けられる。誘導加熱制御回路９は、後述するように、入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の検知レベルを補正する検知レベル補正手段12と、誘導加熱コイル３へ供給する入力電力のフィードバック制御を行う入力電力制御手段13とからなる。10は例えばEEPROMなどの不揮発メモリであり、11は誘導加熱制御回路９を任意の電力で動作させるための信号入力手段であり、それぞれ誘導加熱制御回路９と電気的に接続されている。そして、５は磁性材料からなる被加熱部である定着ローラである。
【００１５】
次に、上記構成についてその作用を説明する。直流整流回路２は交流電源１から供給される交流電力を直流入力電力に変換し、この直流入力電力を誘導加熱コイル３に供給する。誘導加熱制御回路９は、共振コンデンサ８と、この共振コンデンサ８と並列回路をなす誘導加熱コイル３との間で共振が起こるタイミングで、スイッチング素子４をスイッチング動作させる。これにより、誘導加熱コイル３に高周波電流が供給され、誘導加熱コイル３から交番磁界が発生して、誘導加熱コイル３に近接して置かれた定着ローラ５が電磁誘導加熱される。
【００１６】
誘導加熱制御回路９は、定着ローラ５への加熱量を任意の設定電力に制御するために、入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７からの検知出力を監視しながら、スイッチング素子４のオン・オフ時間（デューティ比）を制御する。すなわち、誘導加熱制御回路９は、入力電圧検知手段６と入力電流検知手段７とからそれぞれ入力された検知出力をもとに、定常時は一定周期毎に前記直流入力電力をフィードバックし、フィードバックした直流入力電力と前記設定電力とを比較して、該設定電力に近づけるように誘導加熱コイル３の加熱電力出力を更新している。これにより、定着ローラ５への加熱量が所望の値になるように、誘導加熱コイル３を流れる電流ひいては定着ローラ５に供給される誘導加熱電力が制御され、誘導加熱制御が行われる。
【００１７】
以下、誘導加熱制御回路９の作用についてより詳細に説明する。
【００１８】
図２は本実施例における誘導加熱制御回路９を構成する検知レベル補正手段12での補正処理を示すフローチャートである。
【００１９】
まず、誘導加熱コイル３に供給される入力電力を測定するために、例えば電力計などの図示しない電力レベル検知手段を当該定着装置に接続しておく。前記電力レベル検知手段を用いて、第一の調整電力が700Ｗになるように信号入力手段11で電力調整を行い（ステップＳ20，Ｓ21）、700Ｗになった時の電力検知レベルを内部メモリＡに記憶する（ステップＳ22）。同様に、第二の調整電力が1300Ｗになるように信号入力手段11で電力調整を行い（ステップＳ23，24）、1300Ｗになった時の電力検知レベルを内部メモリＢに記憶する（ステップＳ25）。本実施例では、電力検知レベルと入力電力の特性が一次方程式で表せる特性を有する入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７を用い、内部メモリＡ，Ｂの値から電力検知レベル特性を示す一次方程式の傾きと切片を演算し（ステップＳ26）、演算した傾きと切片を不揮発メモリ10のメモリａ，ｂにそれぞれ記憶させる（ステップＳ27，Ｓ28）。補正に用いる値を不揮発半導体メモリ11に記憶することで不用意に調整値がずれたり、消失したりしてしまうことが無くなり、また補正値の個数が増えてもメモリ記憶容量の範囲内であれば部品を増やさずに補正値の個数を増やすことができる。
【００２０】
その後、入力電力制御手段13により定電力制御を行う時には、図３に示すように、電力検知レベルを変数ｘとし（ステップＳ30）、不揮発メモリ10のメモリａ，ｂにそれぞれ記憶された前記傾きと前記切片を読み込み、傾きをａ、切片をｂとした入力電力ｙを求める一次方程式ｙ＝ａｘ＋ｂにあてはめて入力電力ｙを演算し（ステップＳ31）、前記設定電力と比較する（ステップＳ32）。入力電力が設定電力より大きい時は、スイッチング素子４のオンデューティ時間を短くして、誘導加熱コイル３に流れる電流ひいては入力電力を減らす。逆に入力電力が所定電力より小さい時には、スイッチング素子４のオンデューティ時間を長くして、誘導加熱コイル３に流れる電流ひいては入力電力を増やし、設定電力となるようにフィードバック制御を行う（ステップＳ33）。
【００２１】
このようにして、入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の検知レベル補正を複数の電力調整点で行うことにより、入力電力に対する電力検知レベルの誤差を少なくすることができるようになり、制御電力の精度ひいては定着ローラ５の温度精度を上げることができる。
【００２２】
また、誘導加熱コイル３毎に入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の電力検知レベルの特性が異なる場合でも、誘導加熱コイル３毎に複数の電力で補正を行うことで、誘導加熱コイル３毎に補正された電力検知ができ、誘導加熱コイル３によって加熱電力にバラツキが出ることがなくなる。
【００２３】
以上のように本実施例の誘導加熱制御装置では、定着装置に用いられ、被加熱部たる定着ローラ５を加熱する加熱手段たる誘導加熱コイル３と、誘導加熱コイル３への入力電力を検知する検知手段としての入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７と、異なった複数の電力に対する入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の検知レベルから、前記入力電力と入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の検知レベルとの関係を定義し、前記入力電力に対する入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の検知レベルを補正する検知レベル補正手段12と、検知レベル補正手段12により補正された検知レベルをもとにして前記入力電力を制御する入力電力制御手段13とを備えている。
【００２４】
このようにすると、入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の検知レベル補正を複数の電力調整点で行うことにより、入力電力に対する電力検知レベルの誤差を少なくすることができるようになり、制御電力の精度ひいては定着ローラ５への加熱量の精度を上げることができる。従って、入力電力に対する電力検知レベルの誤差を少なくし、制御電力の精度を上げた誘導加熱制御装置を提供することができる。
【００２５】
また本実施例の誘導加熱制御装置では、検知レベル補正手段12は、複数の誘導加熱コイル３を有する場合において、誘導加熱コイル３それぞれについて個別の補正を設定できるものである。
【００２６】
このようにすると、誘導加熱コイル３毎に入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の電力検知レベルの特性が異なる場合でも、誘導加熱コイル３毎に複数の電力で補正を行うことで、誘導加熱コイル３毎に補正された電力検知ができ、誘導加熱コイル３によって加熱電力にバラツキが出ることがなくなる。従って、複数の誘導加熱コイル３を有する場合でも、誘導加熱コイル３の個体差によって加熱電力にバラツキが出ることがなくなる。
【００２７】
さらに本実施例の誘導加熱制御装置では、検知レベル補正手段12は、入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の検知レベルについての補正設定を不揮発の記憶装置たる不揮発メモリ10に記憶させるものである。
【００２８】
このようにすると、入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７の検知レベルについての補正設定を不揮発メモリ10に記憶することで不用意に調整値がずれたり、消失したりしてしまうことが無くなり、また補正設定の数が増えてもメモリ記憶容量の範囲内であれば部品を増やさずに補正設定の数を増やすことができる。以上より、補正設定の信頼性を向上させることができると共に、加熱手段の増設にも容易に対応することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。上記実施例では、電力検知レベルと入力電力の特性が一次方程式で表せる特性を有する入力電圧検知手段６及び入力電流検知手段７を用いているが、当該特性は一次方程式などの１次関数に限らず、２次以上の関数で表せる特性を有するものでもよい。また、当該定着装置は、複写機以外にも種々の装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施例における定着装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】同上、定着装置に設けられた加熱制御手段の補正処理を示すフロー図である。
【図３】同上、定着装置に設けられた加熱制御手段の定電力制御を示すフロー図である。
【図４】従来例における定着装置での入力電力と電力検知レベルとの関係を表したグラフ図である。
【符号の説明】
【００３１】
３  誘導加熱コイル（加熱手段）
５  定着ローラ（被加熱部）
６  入力電圧検知手段（検知手段）
７  入力電流検知手段（検知手段）
12  検知レベル補正手段（補正手段）
13  入力電力制御手段（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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