(57)【要約】【課題】定着ローラー１が定着温度近傍にキュリー点を持つキュリー点ローラーを用いていることを自動的に検出し、その装着されているローラーにみあった電力制御、及び温調を行う。【解決手段】定着ローラー１の材料が定着温度近傍にキュリー点がある材料により構成された定着装置において、前記定着ローラーの発熱状態に応じて前記定着ローラーに高周波磁界を供給する電力変換装置３１と、前記電力変換装置に電力変換動作を行わせる制御装置３２を持ち、前記制御装置の指示に応じて前記電力変換装置は前記定着ローラーの印加電力加熱条件を変更し、その時の加熱条件による温度発熱状態から前記定着ローラーの種類を判別する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱する発熱体と、前記磁束発生手段へ電力を供給する電力供給手段と、を有し、前記発熱体の発熱により記録材上の像を加熱する像加熱装置において、
前記磁束発生手段への給電開始からの前記発熱体が所定温度に達するまでの待機時において、前記発熱体の昇温特性に応じて前記磁束発生手段へ供給する電力を変更する電力変更手段を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記発熱体は装置に着脱可能であり、前記像加熱装置は昇温特性の異なる２つの発熱体を装着可能であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記発熱体の温度を検知する温度検知手段を有し、前記電力変更手段は、前記磁束発生手段への給電開始から所定時間経過後における前記温度検知手段の検知結果に応じて前記磁束発生手段に供給する電力を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記所定時間経過時における前記発熱体の温度が所定温度よりも低い場合は前記磁束発生手段へ供給する電力を大きくし、前記発熱体の温度が所定温度よりも高い場合は前記磁束発生手段へ供給する電力を小さくすることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記温度検知手段の検知結果に基いて前記発熱体の温度を目標温度になるように前記磁束発生手段へ供給する電力を制御する電力制御手段を有することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置において画像加熱定着装置（定着器）として用いて好適な、誘導加熱を用いた像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱を用いた像加熱装置として、特許文献１には、加熱部材を構成させる磁性導体（電磁誘導発熱体）としてキュリー点が定着に必要な温度のものを使用した定着装置が記載されている。磁性導体は加熱されてキュリー点温度に近づくと、比熱が増大し、内部エネルギーに変わる。キュリー点温度を越えると自発磁化がなくなり発熱が抑制される。従って、加熱部材を構成させる磁性導体としてキュリー点が定着に必要な温度のものを使用することで、加熱部材は磁性導体のキュリー点に対応する定着温度近傍に自己温調制御される。
【０００３】
また特許文献２には、自己温度制御特性による飽和温度が定着温度以上でかつホットオフセット開始温度以下の範囲に納まるようにキュリー点を設定した磁性導体からなる加熱部材を誘導加熱して記録材の画像を加熱する定着装置が提案されている。これにより、磁性導体の温度がキュリー点近傍で温度上昇が鈍化することによるウォームアップタイムの遅れを防止し、またホットオフセットを生じさせないようにしている。
【０００４】
キュリー点の設定は磁性導体を構成する金属の組成を変更することで行われる。例えば、鉄とニッケル、鉄とニッケルとクロム等の組み合わせ（組成変更）により所望のキュリー点を設定することが可能である。
【特許文献１】特開２０００−３９７９６号公報
【特許文献２】特開２０００−３９７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１）誘導加熱方式の定着装置において、小サイズを連続通紙した際の、最大通紙可能サイズと小サイズ通紙領域との差領域である非通紙部の異常昇温防止対策として、定着ローラのキュリー温度を調整した（例えば、キュリー温度を定着温度以上で高温オフセット温度もしくは装置の耐熱温度以下に設定）磁性導体からなる加熱部材（以下、キュリー点ローラーと記す）に関して、キュリー点設定はキュリー点を持った磁性導体材料の固有特性に依存しており、キュリー点ローラーは製造時において所定の設計値のキュリー点に対して実際のキュリー点にはばらつきがでる。そして、ばらつき公差外のキュリー点ローラーが装置の装着されてしまうことも考えられる。また、キュリー点ローラーは耐久・劣化によりキュリー点が変化してしまう場合もあり、程度によっては公差外の状態になることも考えられる。
【０００６】
２）また、実際の定着装置では、機種毎に定着温度を変更したい場合などは、キュリー点が異なる複数種類のキュリー点ローラーを持つこととなり、この時機種毎に対応したキュリー点ローラーが装着されれば別段問題ないが、誤って別機種用のキュリー点ローラーが装着されることも考えられる。
【０００７】
３）また、ユーザー交換式の定着装置などでは画像形成装置本体に対して定着装置自体が簡単に交換できるので、ユーザーが誤って別機種用の定着装置を装着する可能性も有り、この場合は別機種用のキュリー点ローラーが装着されることになる。
【０００８】
上記１）〜３）の何れの場合も、キュリー点ローラーと定着装置の制御系とがミスマッチとなることで適切な定着制御が実行されない。
【０００９】
そこで本発明は、装置に装着されているキュリー点ローラーが、公差外のキュリー点ローラーである場合、あるいは機種毎に対応した正規のキュリー点ローラーではない場合でも、適切な定着制御が実行されるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、磁束発生手段と、前記磁束発生手段からの磁束により発熱する発熱体と、前記磁束発生手段へ電力を供給する電力供給手段と、を有し、前記発熱体の発熱により記録材上の像を加熱する像加熱装置において、前記磁束発生手段への給電開始からの前記発熱体が所定温度に達するまでの待機時において、前記発熱体の昇温特性に応じて前記磁束発生手段へ供給する電力を変更する電力変更手段を有することを特徴とする像加熱装置、である。
【発明の効果】
【００１１】
すなわち、本発明では、キュリー点温度を所定温度に調整している発熱体（以下キュリー点ローラーと記す）の通電時における特性変化を利用してキュリー点温度の違いや、キュリー点ローラーであるかないかを判別してキュリー点ローラーに対する投入電力プロファイルや加熱制御方法を変更することにより、装置に装着されているキュリー点ローラーが、公差外のキュリー点ローラーである場合、あるいは機種毎に対応した正規のキュリー点ローラーではない場合でも、適切な加熱制御が実行され、キュリー点ローラーの加熱手段を最適に動作させる事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
【実施例１】
【００１３】
（１）画像形成装置例
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザー複写機（プリンタ）である。
【００１４】
１０１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００１５】
１０２は帯電手段としての帯電ローラーであり、回転する感光ドラム１０１の外周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。
【００１６】
１０３はレーザースキャナであり、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザ光を出力して、回転する感光ドラム１０１の一様帯電処理面を走査露光Ｌする。これにより感光ドラム面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００１７】
１０４は現像装置であり、感光ドラム面の静電潜像をトナー画像として反転現像または正規現像する。
【００１８】
１０５は転写手段としての転写ローラーであり、感光ドラム１０１に対して所定の押圧力で接触して転写ニップ部Ｔを形成している。この転写ニップ部Ｔに不図示の給紙機構部から記録材Ｐが所定の制御タイミングにて給送されて転写ニップ部Ｔで挟持搬送される。また転写ローラー１０５には所定の制御タイミングで所定の転写バイアスが印加される。これにより、転写ニップ部Ｔで挟持搬送される記録材Ｐの面に感光ドラム１０１面側のトナー画像が順次に静電転写される。
【００１９】
転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｐは感光ドラム１０１面から分離されて被定着材として定着装置１００に導入される。定着装置１００は導入された記録材Ｐ上の未定着トナー画像を永久固着画像として加熱加圧定着し、該記録材Ｐを排出搬送する。
【００２０】
１０６は感光ドラムクリーニング器であり、記録材分離後の感光ドラム上の転写残トナーを除去する。転写残トナーが除去されて清浄面化された感光ドラム面は繰り返して作像に供される。
【００２１】
（２）定着装置１００
定着装置１００は本発明に従う誘導加熱方式の像加熱装置である。図２は該定着装置１００の一部切欠き正面模型図、図３は一部の拡大横断面模型図である。
【００２２】
１は発熱体（加熱部材）としての円筒状の定着ローラー、２は加圧部材としての弾性加圧ローラーであり、両者１・２を上下に並行に配列して、且つ圧接させて定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させている。３は励磁アセンブリであり、定着ローラー１の内部に挿入して配設してある。
【００２３】
定着ローラー１は、この装置における画像加熱温度である定着温度（定着可能温度）をＴＲ２とした時、その定着温度ＴＲ２よりも所定に高い温度ＴＲ３にキュリー点を設定した、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉなどによる鉄系合金により調製した磁性導体からなる例えば厚さ３００μｍほどのスリーブ１ａを主体とし、その外周面に離型層、あるいは弾性層と離型層等の所望の表面層１ｂを具備させたキュリー点ローラーである。キュリー点ＴＲ３は定着温度ＴＲ２よりも高く、ホットオフセット開始温度以下の範囲に納まるように設定してある。また、キュリー点の上限を加熱装置の耐熱温度以下に設定することもできる。例えばコイルの被覆耐熱温度（２３０℃）以下に設定することも可能で、この場合異常昇温による装置の破損を防止することができる。
【００２４】
この定着ローラー１は定着装置の奥側と手前側の側板２１・２１間に軸受部材２２・２２を介して回転自在に支持させて配設してある。
【００２５】
加圧ローラー２は、芯金２ａと、耐熱性弾性体層２ｂと、さらには離形性表面層２ｃからなり、上記定着ローラー１の下側において定着ローラー１に並行に配列して、芯金２ａの奥側と手前側の端部を定着装置の奥側と手前側の側板２１・２１間に軸受部材２３・２３を介して回転自在に支持させて配設してある。軸受部材２３・２３は側板２１・２１に対して定着ローラー１に向かう方向に移動可能に配設してあり、この軸受部材２３・２３を不図示の加圧バネ等の付勢手段で押し上げ付勢した状態にすることで、加圧ローラー２を所定の押圧力Ｆ・Ｆをもって定着ローラー１の下面部に対して弾性体層２の弾性に抗して圧接させて図３の断面において所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００２６】
Ｇは定着ローラー１の奥側端部に固着して配設した定着ローラー駆動ギアである。このギアＧに駆動源Ｍ側から駆動力が伝達されることで、定着ローラー１が図３において時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。この定着ローラー１の回転駆動に伴い、定着ニップ部Ｎにおいて摩擦力で加圧ローラー２に回転トルクが作用して加圧ローラー２が従動回転する。
【００２７】
励磁アセンブリ３は定着ローラー１の内空に挿入して、その奥側と手前側の端部をそれぞれ定着装置の奥側と手前側の支持部材２４・２４間に固定支持させることで、定着ローラー１内に定着ローラー内面に非接触に所定の間隔をあけて、かつ所定の角度姿勢で配設してある。
【００２８】
図４は励磁アセンブリ３の斜視模型図、図５は磁束発生手段としての誘導加熱コイルと磁性コアの分解斜視模型図である。本実施例における励磁アセンブリ３は、ホルダー４、励磁手段としての誘導加熱コイル（励磁コイル）５、磁性コア６、ステー７等の組み立て体である。
【００２９】
ホルダー４は、定着ローラー１の内径よりも外径が少し小さい横断面半円弧状樋形で、内側に誘導加熱コイル５と磁性コア６を収納保持させている。このホルダー４は耐熱性と機械的強度を兼ね備えた、例えば、ＰＰＳ系樹脂にガラスを添加したものの成形体である。もちろん非磁性である。ホルダー４には、ＰＰＳ系樹脂、ＰＥＥＫ系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、セラミック、液晶ポリマー、フッ素系樹脂などの材質が適している。
【００３０】
励磁手段としての誘導加熱コイル５は、加熱に十分な交番磁束を発生するものでなければならないが、そのためには抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。誘導加熱コイル５の芯線としては、φ０．１〜０．３の細線を略８０〜１６０本程度束ねたリッツ線を用いている。細線には絶縁被覆電線を用いている。また、磁性コア６を周回するようにホルダー４の内側底面の形状に合わせて横長舟形に８〜１２回巻回して誘導加熱コイル５を構成したものが使われる。誘導加熱コイル５はホルダー４の内側底面に嵌め込んでセットされる。５ａ・５ｂは上記誘導加熱コイル１の２本の引き出しリード線であり、ホルダー４の外側に引き出される。
【００３１】
磁性コア６は、フェライト、パーマロイ等の、高透磁率で残留磁束密度の低い磁性材料であって、誘導加熱コイル５によって発生した磁束を定着ローラー１の磁性導体スリーブ１ａに導く働きをする。本実施例における磁性コア６は横断面形状がＴ字型であり、Ｔ字の横棒部分と立て棒部分とを構成する２枚の磁性材料の組み合わせで構成している。
【００３２】
ステー７は、磁気的に影響のない樹脂または非磁性金属の剛性を有する横長の板状部材であり、上記のよう誘導加熱コイル５と磁性コア６を組み込んだホルダー４に被せて係止固定される。前記したように励磁アセンブリ３は定着ローラー１の内空に挿入して、ステー７の奥側と手前側の端部をそれぞれ定着装置の奥側と手前側の支持部材２４・２４間に固定支持させることで、定着ローラー１内に定着ローラー内面に非接触に所定の間隔をあけて、かつ所定の角度姿勢で配設してある。
【００３３】
而して、駆動源Ｍ側が起動されて定着ローラー１が回転駆動され、加圧ローラー２が従動回転している状態において、給電手段としての誘導加熱電源３１より引き出しリード線５ａ・５ｂを介して励磁手段としての誘導加熱コイル５に対して、例えば２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの交番電流（高周波電流）が供給される。誘導加熱コイル５は交番電流の供給により交番磁束を発生する。その交番磁束が磁性コア６により定着ローラー１の磁性導体スリーブ１ａに導かれて磁性導体スリーブ１ａに印加される。そうすると、磁性導体スリーブ１ａに渦電流が発生して、その渦電流によるジュール熱により磁性導体スリーブ１ａが自己発熱（誘導発熱）して、定着ローラー１が昇温していく。
【００３４】
励磁アセンブリ３による定着ローラー１の誘導加熱は、ローラー内周に関して、誘導加熱コイル巻き線形態上からローラー円周上に対しては局部加熱する構造となっている。本実施例の場合には、図６のように、誘導加熱コイル巻き線形態上からローラー円周上に対してＤ部分とＥ部分の２箇所部における局部加熱となっている。そのため立ち上げや通紙等の定着ローラー加熱時には定着ローラー１を回転させてから加熱動作を行うことで、定着ローラーの円周方向に温度斑が出てしまう事を防いでいる。本実施例の場合には、局部加熱位置であるＤ部分に定着ニップ部Ｎを対応させてあり、もう一つの局部加熱位置であるＥ部分に定着ローラー１の表面温度を検出する後述する温度検出手段として第１と第２の温度検出素子（温度センサー）ＴＨ１とＴＨ２を配設してある。この第１と第２の温度検出素子ＴＨ１とＴＨ２による定着ローラー１の表面温度検出情報が電力制御印加手段としてのコントローラー３２するに入力する。
【００３５】
そして、コントローラー３２は、第１の温度検出素子ＴＨ１から入力する定着ローラー１の表面温度検出情報に基づいて、この第１の温度検出素子ＴＨ１から入力する定着ローラー１の表面温度検出情報が所定の定着温度ＴＲ２に維持されるように、誘導加熱電源３１から誘導加熱コイル５に対する供給電力を制御して定着ローラー１の表面温度を定着温度ＴＲ２に温調する。
【００３６】
この状態において、定着ニップ部Ｎに対して作像手段部側から未定着トナー画像ｔを形成担持させた被定着材としての記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていくことで、定着ローラー１の熱と、定着ニップ部Ｎの加圧力で、未定着トナー画像ｔが記録材Ｐの面に定着される。
【００３７】
図２において、Ａは装置に対する記録材Ｐの最大通紙幅（最大通紙サイズ）である。Ｂは最大通紙幅Ａよりも幅が小さい小サイズ記録材の通紙幅に対応している。なお、本実施例の装置においては記録材の通紙は中央基準搬送にてなされるものとする。Ｏはその中央基準搬送である。Ｂ´・Ｂ´は小サイズ記録材を通紙したときに生じる非通紙部領域であり、最大通紙幅の記録材の最大通紙幅Ａと通紙した小紙サイズ記録材の通紙幅Ｂの差領域である。
【００３８】
第１の温度検出素子ＴＨ１は小サイズ記録材の通紙幅Ｂに対応する定着ローラー部分に、第２の温度検出素子ＴＨ２は非通紙部領域Ｂ´に対応する定着ローラー部分にそれぞれ配置してある。
【００３９】
小サイズ記録材の連続通紙時には定着ローラー１の非通紙部領域Ｂ´・Ｂ´が定着温度ＴＲ２を越えて非通紙部昇温していくが、この定着ローラー１に設定のキュリー点ＴＲ３よりも低い温度である透磁率変化点温度に達した後は発熱効率が低下していき、透磁率が１になる所謂キュリー点温度ＴＲ３に収束して、それ以上の温度上昇が抑えられる（非通紙部領域の自己温調状態）。本実施例ではキュリー点ＴＲ３をホットオフセット開始温度以下としてあるので、非通紙部領域Ｂ´・Ｂ´の過昇温によるホットオフセットを生じない。
【００４０】
（３）定着制御系の構成
１）基本制御
図７は上記の誘導加熱方式の定着装置の定着制御系のブロック図である。
【００４１】
３１は給電手段としての誘導加熱電源（励磁回路、電力印加手段、電力変換装置）であり、加熱部材としての定着ローラー１内に挿入配設した励磁アセンブリ３の、励磁手段としての誘導加熱コイル５に交番電流を供給する。すなわち、電力供給手段としての誘導加熱電源３１は定着ローラー１を加熱する周波数、及び振幅を可変できる電力供給手段である。
【００４２】
３２は電力制御手段としてのコントローラーであり、上記の誘導加熱電源３１が誘導加熱コイル５に通電する電力量を可変に制御する（電力変換制御）。
【００４３】
誘導加熱電源３１において、ＴＲ１はＩＧＢＴもしくはＭＯＳ−ＦＥＴから成る電力スイッチング素子、Ｃ２は負荷（Ｌ１）である誘導加熱コイル５に印加する高周波交流電流を共振波形とするための共振コンデンサー、Ｄ５は誘導加熱コイル５に蓄積された電力を回生するフライホイールダイオードである。
【００４４】
前述したように第１及び第２の温度検出素子ＴＨ１とＴＨ２は定着ローラー１（１ａ）上で最も発熱量の多い箇所Ｅ（図６）に対向して配置され、熱的に結合させる構造をとる。第１及び第２の温度検出素子ＴＨ１とＴＨ２としてはいわゆるサーミスター等の感温抵抗素子を使うことが一般的であり、その出力は温度検出回路ＩＣ２に入力される。温度検出回路ＩＣ２は第１及び第２の温度検出素子ＴＨ１とＴＨ２の抵抗変化を電圧値として出力し、その出力値はコントローラー３２に入力する。
【００４５】
第１の温度検出素子ＴＨ１の出力値は温度信号Ｔ−ＭＯＮとしてコントローラー３２に入力する。コントローラー３２はその入力する第１の温度検出素子ＴＨ１の出力値に基づいて誘導加熱電源３１の共振制御回路ＩＣ１を制御する。
【００４６】
コントローラー３２は複写機の動作状態（立上げ状態、複写動作状態、待機状態等）に応じて定着装置１００の定着ローラー１に対する通電動作を決定し、電力印加、及び通電中の電力量を決定する。
【００４７】
前記共振制御回路ＩＣ１は、ワンショットパルス発生回路３３、比較回路３４を有し、ワンショットパルス発生回路３３にはコントローラー３２から電力指令値（電力目標値）Ｐｃｏｎｔが入力され、比較回路３４にはコントローラー３２から、共振制御回路ＩＣ１の発振動作自体を制御する動作許可信号ＩＨ−ＯＮ信号が入力される。ここで共振制御回路ＩＣ１に入力された電力指令値Ｐｃｏｎｔは、電力制御信号として共振制御回路ＩＣ１内部のパルス変調（以後はＰＦＭと呼ぶ）発振回路に入力される。共振制御回路ＩＣ１は電力指令値（信号値）Ｐｃｏｎｔに見合ったＰＦＭパルスを発生させ、電力スイッチング素子ＴＲ１のゲートに出力し、電力スイッチング素子ＴＲ１をスイッチング駆動する。
【００４８】
ＡＣは商用交流電源であり、この電源ＡＣから誘導加熱電源３１の電力入力端子ａ・ｂに入力された電力は、ブリッジ接続されたダイオードＤ１〜Ｄ４によって構成された入力電力整流回路３５で整流され、入力ノイズフィルターＮＦ１と平滑コンデンサーＣ１との平滑回路（ノイズフィルター）３６で電力制御回路部に交流電力を整流した脈流を供給する。平滑回路３６は電力スイッチング素子ＴＲ１のスイッチング周波数に対しては十分な減衰量を確保し、且つ電源周波数に対しては減衰無く通過するような定数に設定する。
【００４９】
３７は第１の電流検知トランス（ＣＴ１）、３８はコイル電流検出回路であり、誘導加熱電源３１から誘導加熱コイル５にながれる電流を検出し、コントローラー３２へ入力する。コントローラー３２はこの入力電流値からコイル電力Ｐｃｏｉｌを演算する。
【００５０】
３９は第２の電流検知トランス（ＣＴ２）、４０はコイル電流検出回路であり、商用交流電源ＡＣから誘導加熱電源３１にながれる電流を検出し、コントローラー３２へ入力する。コントローラー３２はこの入力電流値から入力電力を演算する。
【００５１】
次に動作に付いて説明する。コントローラー３２が複写動作の開始として加熱信号（定着装置の立上げ信号）を受け取ると、前記コントローラー３２は複写動作状態に応じて動作許可信号ＩＨ−ＯＮと、電力指令値Ｐｃｏｎｔを誘導加熱電源３１の共振制御回路ＩＣ１に出力する。それらの動作により共振制御回路ＩＣ１は高周波のＰＦＭ信号を発生する。
【００５２】
すなわち、誘導加熱電源３１の電力入力端子ａ・ｂに交流入力電圧が印加されると、入力電力整流回路３５の整流素子Ｄ１〜Ｄ４により整流された脈流となり、その電圧は平滑回路３６の入力ノイズフィルターＮＦ１を通りバイパスコンデンサー（平滑コンデンサー）Ｃ１の両端に印加される。そのためバイパスコンデンサーＣ１の両端電圧は、交流入力電圧を整流した波形となる。
【００５３】
コントローラー３２からは、あらかじめ設定された印加電力指令値Ｐｃｏｎｔが制御信号として共振制御回路ＩＣ１のＰＦＭ発振回路に印加される。共振制御回路ＩＣ１は、制御信号値に見合ったパルスのＰＦＭ信号を発生し、その出力は電力スイッチング素子ＴＲ１のゲート−ソース間に印加され、電力スイッチング素子ＴＲ１は共振制御回路ＩＣ１の出力パルスによりスイッチングしてドレイン電流ＩＤが流れ、誘導加熱コイル５に通電する。
【００５４】
また誘導加熱コイル５には電力スイッチング素子ＴＲ１がオンする事で流れた電流を蓄えているため、電力スイッチング素子ＴＲ１がオフした時に逆起電圧を発生しコイル蓄積電流を共振コンデンサーＣ２に充電する。この流れ込んできたコイル蓄積電流により共振コンデンサーＣ２の電圧が上昇する。
【００５５】
また誘導加熱コイル５から流れ出た電流は、共振コンデンサーＣ２の電圧が上昇するのに反比例して減衰し、ある点でコイル電流が流れ無くなくなる瞬間を通り過ぎると、今度は逆に共振コンデンサーＣ２に蓄積された電荷が誘導加熱コイル５に向けて電流が流れ出す。
【００５６】
そののち共振コンデンサーＣ２に蓄積された電荷は、誘導加熱コイル５に戻るのと同時に共振電圧が低下し、共振コンデンサーＣ２の蓄積電荷が無くなった時点では誘導加熱コイル５に再度逆方向の電流が流れているため、その逆起電圧により電力スイッチング素子ＴＲ１のドレイン電圧はソース電圧より低下し、フライホイールダイオードＤ５がオン、し順電流が流れる。
【００５７】
暫時経過後、電力スイッチング素子ＴＲ１にオン信号が供給され、電力スイッチング素子ＴＲ１がオンすると、誘導加熱コイル５に順電流が流れ、誘導加熱コイル５に電流を蓄積する事を繰返すので、前記誘導加熱コイル５と相対し電磁気的に結合している負荷である定着ローラー１（１ａ）にも誘導電流が流れ、磁性導体１ａから成る定着ローラーは自分自身のローラー抵抗値に誘導電流の自乗を掛合わせたジュール熱を発生し定着ローラー１の内面が効率的に発熱するため、回転している定着ローラー全体が加熱される。
【００５８】
なお、此処で、スイッチング素子ＴＲ１及び誘導加熱コイル５Ｌ１に流れる電流の高周波成分はバイパスコンデンサーＣ１が充放電し平滑化をする。その為入力ノイズフィルターＮＦ１には、高周波電流は流れず交流入力電流波形のみが流れる。
【００５９】
入力電力整流回路３５の整流ダイオードＤ１〜Ｄ４に流れる電流は、スイッチング素子ＴＲ１及び誘導加熱コイル５に流れた電流波形をバイパスコンデンサーＣ１及び入力ノイズフィルターＮＦ１の平滑回路３６によりフィルタリングされた電流波形となるため、整流前の交流入力電流波形は交流入力電圧波形に近い形の入力電流波形となり、入力電流中に含まれる高調波成分が大幅に減少でき、誘導加熱電源３１の入力電流の力率を大幅に改善できる。
【００６０】
また、この回路で使用する平滑回路３６である入力ノイズフィルターＮＦ１とバイパスコンデンサーＣ１は、共振制御回路ＩＣ１による高周波の発振周波数に対してフィルター効果が発揮される物であれば良く、バイパスコンデンサーＣ１の容量や入力ノイズフィルターＮＦ１のインダクタンス値は小さくできるので小型、軽量化する事ができる。
【００６１】
この様な誘導加熱電源３１にコントローラー３２から電力指令値Ｐｃｏｎｔが入力されることで、該誘導加熱電源３１の出力端子ｃ・ｄに周波数２０ＫＨｚ〜１ＭＨｚ程度の高周波交流電力を発生することができる。
【００６２】
ここで、定着ローラー表面の温度を測定する第１と第２の温度検出素子ＴＨ１とＴＨ２の出力は随時温度検出回路ＩＣ２に入力され、温度信号に変換された出力としてコントローラー３２に入力される。そしてコントローラー３２は第１の温度検出素子ＴＨ１の検出温度と加熱目標温度を随時比較し、その目標値との差分が共振制御回路ＩＣ１の電力指令値Ｐｃｏｎｔとしてフィードバックされる。
【００６３】
コントローラー３２は内部データとして定着ローラー表面設定目標温度を持っており、その目標温度に対して第１の温度検出素子ＴＨ１の検出温度が近づくと誘導加熱コイル５に印加する高周波電力を低下させる比例制御等や通称ＰＩＤ制御と言われる制御方式を用い定着ローラー表面温度を一定に保つフィードバック信号を発生する。
【００６４】
共振制御回路ＩＣ１は温度検出回路ＩＣ２により検出された温度設定目標との誤差分をコントローラー３２が演算して電力指令値Ｐｃｏｎｔを出力し、共振制御回路ＩＣ１に入力されるその値に応じて電力スイッチング素子ＴＲ１のゲートＯＮ信号時間を決定し、電力スイッチング素子ＴＲ１の通電電力が調整され、誘導加熱コイル５の印加される電力が制御され、定着ローラー１の発熱量が制御されることによりトナー定着温度ＴＲ２が安定化される。
【００６５】
２）装着されている定着ローラー１の種別判別と、種別に応じた制御変更
本実施例においては、上記のように、所定の定着温度以上のキュリー点を有する磁性導体からなり、誘導加熱コイル５が発生する交番磁束の作用により誘導発熱して記録材上の未定着画像ｔを加熱定着する定着ローラー１を有する定着装置において、定着ローラーの温度立上げ過程時に、装置に装着されている定着ローラーの昇温特性を判断し、判断した昇温特性を持つ定着ローラーにみあった電力制御を行う制御変更モードを有する。より具体的には、定着ローラー１の温度立上げ過程時に、誘導加熱コイル５に供給した交流電力量と、第１の温度検出素子ＴＨ１からの温度検知情報から装置に装着されている定着ローラーの昇温特性を判断し、その判断した定着ローラー１の昇温特性にみあった電力制御を行うものである。以下、これについて詳述する。
【００６６】
誘導加熱を行う定着装置においては、前記したように、装置に装着されている定着ローラー１、即ちキュリー点を設定した磁性導体からなる加熱部材である定着ローラー１が、公差外のキュリー点ローラーである場合、あるいは機種毎に対応した正規のキュリー点ローラーではない場合には適正な定着制御がなされない。
【００６７】
定着ローラー１を構成させている磁性導体の材質としてＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉなどによる鉄系合金等で定着温度近傍にキュリー点を持った磁性材料合金に於いては、キュリー点温度によりその発熱効率が変化する。具体的には上記合金組成が変化することにより合金比抵抗率が変化する。そのため図８に示されるように定着ローラーの種類、即ちキュリー点温度がそれぞれ異なる定着ローラー（１）〜（４）間において、供給電力は一定としたときの温度立上げ時の発熱プロファイルがそれぞれ違ってくる。即ち、キュリー点温度が異なると、定着ローラの温度と目標温度から予め決定されている電力に対応した電力供給指令値によって電力供給すると立ち上がり時間は異なってしまう。一例としてＣｒ含有率が高い合金ほど、比抵抗率が鉄に比較し高く、キュリー点温度が低く、誘導加熱コイル５に流す加熱電流に対して誘導発熱量が多くなる。これは、ローラの材質が変わることで、電源からみたコイルの負荷抵抗が変わる為、定着ローラが目標温度に対して同じ温度差で同じ電力供給指令値であっても、実際にコイルへ供給される電力が異なってくるからである。
【００６８】
定着ローラー（１）は、鉄芯金の定着ローラー（鉄芯金ローラー）の発熱プロファイル（昇温特性）である。この鉄芯金ローラーのキュリー点温度は大変に高くて、使用範囲内においてキュリー温度に達することはない。  定着ローラー（２）は、本実施例の定着装置に所定に対応しているキュリー点ＴＲ３を持つ定着ローラーであり、キュリー点ＴＲ３を定着温度ＴＲ２よりも所定に高く設定しているものである。
【００６９】
定着ローラー（３）は、キュリー点ＴＲ３´がローラー（２）の定着温度ＴＲ２よりも高いけれどもローラー（２）のキュリー点ＴＲ３よも低い定着ローラーである。
【００７０】
定着ローラー（４）は、キュリー点ＴＲ３″がローラー（２）の定着温度ＴＲ２よりも低い定着ローラーである。
【００７１】
キュリー点が低い定着ローラー（１）→（２）→（３）→（４）ほど、比抵抗率が鉄に比較し高いため誘導加熱コイル５に流す加熱電流に対して誘導発熱量が多くなり、温度立上げ時の温度立ち上がり勾配が大きく、目標の定着温度ＴＲ２（温調温度）への立ち上がり時間は短かくなる。ただし、定着ローラー（４）はキュリー点ＴＲ３″がローラー（２）の定着温度ＴＲ２よりも低いので、その低いキュリー点ＴＲ３″で自己温調状態になり、定着温度ＴＲ２には昇温しない。
【００７２】
そのため、供給電力一定のもとで、電力供給開始時点Ｔ０から、定着ローラーの温度立ち上がり途中の所定時間経過時点Ｔ１における各定着ローラー（１）〜（４）の各昇温温度ＴＲ（ａ）〜ＴＲ（ｄ）は、ＴＲ（ａ）＜ＴＲ（ｂ）＜ＴＲ（ｃ）＜ＴＲ（ｄ）、の関係にある。
【００７３】
従って、キュリー点温度がそれぞれ異なる定着ローラー（１）〜（４）の種別を、上記のような温度立ち上り時の昇温特性の違いを利用することで判別することができる。
【００７４】
本実施例では、電源投入時の定着装置立ち上げ制御時などに、装着されている定着ローラー１について上記の判別を実行させて、装着されている定着ローラー１が公差外のキュリー点ローラーであったり、あるいは機種毎に対応した正規のキュリー点ローラーではない場合でも、判別されたキュリー点ローラーに見合った電力供給制御を行って、適切な定着制御が実行されるようにしたものである。
【００７５】
本実施例における、装着されている定着ローラー１の種別判別と、種別に応じた制御変更を図９に示す立ち上げシーケンス説明図と、図１０の制御フロー図に則り説明する。
【００７６】
コントローラー３２が複写機のコピー動作に先立って定着ローラー１を所定の温度に制御するため定着装置立ち上げ動作（ＳＴＡＲＴ）を開始する。
【００７７】
コントローラー３２は、最初に計時手段としてのタイマー手段（タイマー機能部）３２ａを起動して計時しながら誘導加熱電源３１の動作信号ＩＨ−ＯＮ信号を出力する。
【００７８】
この時誘導加熱コイル５に印加する電力Ｐｃｏｉｌはパルス幅Ｐ１という固定パルス幅電力値を与える事により定着ローラー１００の加熱動作が開始される。
【００７９】
コントローラー３２は、その後暫時経過しタイマー手段３２ａが所定のＴ１時刻を計時した段階で定着ローラー１の表面温度ＴＲを第１の温度検出手段ＴＨ１により読み取る。
【００８０】
この検知した定着ローラー温度がＴＲ（ｄ）以上であれば、コントローラー３２は、装着の定着ローラー１は、キュリー点が定着温度ＴＲ２よりも低いローラーであると判断する。この場合は、装着されている定着ローラー１は使用不可であるとして、装置動作を停止し（ＥＲＲ−ＳＴＯＰ）、表示部（不図示）に定着装置交換を促す警告メッセージを表示する。温度ＴＲ（ｄ）はキュリー点が所定の定着温度ＴＲ２よりも低いローラーであって、定着温度ＴＲ２に所定に近い温度にキュリー点ＴＲ３″がある定着ローラーが時点Ｔ１で示す表面温度を設定値としている。
【００８１】
検知した定着ローラー温度ＴＲがＴＲ（ｂ）に近い値であれば、電力変更手段としてのコントローラー３２は、装着の定着ローラー１は定着装置に所定に対応しているキュリー点を持つ定着ローラー（２）であると判断する。この場合は、コイル印加電力値Ｐｃｏｉｌの値Ｐ１による立ち上げ加熱動作を継続する。
【００８２】
検知した定着ローラー温度ＴＲがＴＲ（ａ）に近い値であれば、電力変更手段としてのコントローラー３２は、装着の定着ローラー１は温度立ち上がりがそれほど良くない定着ローラー（１）（鉄芯金ローラー）と判断し、その判断結果に基づき誘導加熱コイル５に印加する電力パルス幅をＰ１（ａ）の値に変更しコイル印加電力を所定に増大させる。
【００８３】
検知した定着ローラー温度ＴＲがＴＲ（ｃ）に近い値であれば、コントローラー３２は、装着の定着ローラー１はキュリー点が定着ローラー（２）の定着温度ＴＲ２よりも高いけれども定着ローラー（２）のキュリー点ＴＲ３よも低い定着ローラーであると判断し、その結果に基づき誘導加熱コイル５に印加する電力パルス幅をＰ１（ｃ）の値に変更しコイル印加電力Ｐｃｏｉｌを減少させる。
【００８４】
この様にある特定のタイミングＴ１に於いての定着ローラー１の表面温度上昇値ＴＲを検知することにより定着ローラー１の種類が判別でき、そのローラー材質に見合った印加電力制御を行うことにより、図９中に示されるように定着温度ＴＲ２に到達する定着装置立ち上げ時間Ｔ２が定着ローラー１の材質如何に依らず、定着ローラー（１）、（２）、（３）において一定化でき、複写機、プリンタにおける省エネ性を向上させるため装置停止からの実使用感として使い勝手の向上が実現できる。
【００８５】
図９中のＰ２に関しては立ち上げ動作終了後、即座にコピー（プリント）動作を開始した時の定着部コピー通紙時電力を示す。またＴ３とはＰ２と同様にコピー（プリント）動作タイミングを示し、Ｔ３の立ち下がりがコピー動作終了を表す。
【００８６】
本実施例の像加熱装置の定着ローラ１は、像加熱装置に着脱可能であり、昇温特性の異なる定着ローラが装着可能となっている。すなわち、本機種とは異なった機種に対応した定着ローラが装着可能である。そのため、本来想定していなかった定着装置１００と画像形成装置本体との組み合わせなどが発生した時なども定着ローラー１の材質が容易に検知出来るため定着装置１００と画像形成装置本体とのミスマッチなどが発生した時でも未然にトラブルなどの発生を防止することが可能になる。
【００８７】
ここで、定着ローラー（１）の場合はキュリー点温度が正規の定着ローラー（２）のキュリー点温度ＴＲ３よりも高いので、小サイズ記録材の連続通紙時には、コントローラー３２は第２の温度検出手段ＴＨ２で定着ローラーの非通紙部領域の温度上昇を監視して、非通紙部領域の昇温温度が所定の許容温度ＴＲ３を越えないように、通紙間隔を適宜に長くする制御を行うことで非通紙部昇温を防止するように画像形成動作を制御する。
【００８８】
またコントローラー３２は第１又は／及び第２の温度検出手段ＴＨ１・ＴＨ２から入力する定着ローラーの温度情報が所定の許容上限を越えた場合には熱暴走として装置を緊急停止させて、その旨を表示する。
【００８９】
なお、定着ローラー（１）や（３）であると判別された場合もそれに見合った電力制御及び温調を行ってそのまま使用を可能しているが、ミスマッチの定着ローラーであることに変わりはないので、定着装置の交換を促すメッセージを表示するように構成するのがよい。定着ローラー（１）も定着ローラー（４）の場合と同様に、定着ローラー（１）と判断された場合は動作を停止し、定着装置交換を促すメッセージを表示するように構成することもできる。
【００９０】
また、各種定着ローラーの判別基準温度はＴＲ（ａ）、ＴＲ（ｂ）、ＴＲ（ｃ）はそれぞれ範囲を設けることもできるし、より多くの判別基準温度を設けることもできる。無段階的な判別基準温度データを具備させて時点Ｔ１における検出温度から定着ローラーの種類を判別するようにすることもできる。
【００９１】
以上説明したように定着ローラー１の材質として定着温度近傍にキュリー点を持った材料を用い、定着ローラー１の加熱に誘導加熱を用いた定着装置に於いて、コントローラー（制御装置）３２と誘導加熱電源（高周波電力変換装置）３１をもち、コントローラー３２の指示に応じて誘導加熱電源３１は定着ローラーの印加電力を変更し、その時の加熱条件による温度発熱状態から定着ローラーの種類を判別する事により装置としての加熱状態が最適化できる特徴を持つ。
【００９２】
［その他］
１）本発明は、非通紙部昇温を防止するための磁束遮蔽板、その駆動手段を具備させているタイプの誘導加熱方式の像加熱装置についても適用して加熱部材のキュリー点不適に起因する障害、定着不良トラブルの発生を未然に防ぐことができる。
【００９３】
２）励磁手段としての励磁アセンブリ３は加熱部材としての定着ローラー１の外側に配設した装置構成にすることもできる。
【００９４】
３）本発明の像加熱装置は、実施例の定着装置に限られず、その他、仮定着する像加熱装置、画像を担持した記録媒体を再加熱してツヤ等の表面性を改質する加熱処理装置等としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成模型図
【図２】定着装置の一部切欠き正面模型図
【図３】定着装置の一部の拡大横断面模型図
【図４】励磁アセンブリの斜視模型図
【図５】誘導加熱コイルと磁性コアの分解斜視模型図
【図６】定着ローラーの加熱部分の説明図
【図７】誘導加熱方式の定着装置の定着制御系のブロック図
【図８】キュリー点温度が異なる各種定着ローラーの温度立上げ時（供給電力一定）の発熱プロファイル
【図９】装着されている定着ローラーの種別判別と、種別に応じた制御変更のシーケンス説明図
【図１０】制御フロー図
【図１１】実施例２における、装着されている定着ローラーの種類検知方法の説明図
【図１２】過昇温検知設定の説明図
【図１３】制御のフローチャート
【符号の説明】
【００９６】
５：誘導加熱コイル、Ｃ２：共振コンデンサー、Ｄ１〜Ｄ４：整流ダイオード、ＴＲ１    ：スイッチング素子、ＴＨ１：第１の温度検出素子、ＴＨ２：第２の温度検出素子、ＩＣ１：共振制御回路、ＩＣ２：温度検出手段、３１：誘導加熱電源、１：定着ローラー、２：加圧ローラー、１００：定着装置、３２：コントローラー
【図８】
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【図９】
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【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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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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