(57)【要約】【課題】  電磁誘導発熱性部材に定着温度より高い温度にキュリー点を有する部材を用いる事を特徴とする誘導加熱定着装置において、所定電圧または電流を検出する手段を有し、予め設定された温度以上に高温になった事を検出し、定着器への電力供給を停止することを特徴とする定着装置及び画像形成装置を提供する事。【解決手段】  定着スリーブ１０に定着温度よりも高い温度のキュリー点を有する磁性材を用い、励磁コイル１０４の電圧または電流を検出する手段を設け、検出した電圧または電流の波形から予め設定された温度以上になった事を検出し、定着器への電力供給を停止する安全回路を構成する。【選択図】        図５
2006145673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場発生手段と、
前記磁場発生手段の磁界の作用で電磁誘導発熱する電磁誘導発熱性部材と、
前記電磁誘導発熱性部材と相互圧接して被加熱部材のニップ部を形成する加圧部材を有し、
前記電磁誘導発熱性部材に前記磁場発生手段の磁界を作用させ、電磁誘導発熱性部材の発熱で前記被加熱部材を、所定の定着温度に加熱する定着装置であり、
前記磁場発生手段は、励磁コイル及びコイルにて発生する磁界を前記電磁誘導発熱性部材に導く磁路より成り、
商用交流電源から入力された電源電圧を整流する整流手段と、
前記励磁コイルへの電流を導通、遮断するスイッチング手段と、
前記励磁コイルと共振すべく配置した共振コンデンサより成るインバータ装置を有し、
前記定着温度以上、サーモスイッチ動作温度以下の温度にキュリー点を持つ前記電磁誘導発熱性部材を有する定着装置において、
励磁コイル及び共振コンデンサから成る電圧共振回路に流れる共振電流を検出する共振電流検出手段と、
共振電流が前記整流手段に電力を回生する方向に流れる時間を検出する回生時間検出手段を有し、
回生時間が所定の値以下になった際に、
前記インバータ装置から励磁コイルへの給電を停止する手段、又は前記商用交流電源から前記インバータ装置への給電を停止する手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
磁場発生手段と、
前記磁場発生手段の磁界の作用で電磁誘導発熱する電磁誘導発熱性部材と、
前記電磁誘導発熱性部材と相互圧接して被加熱部材のニップ部を形成する加圧部材を有し、
前記電磁誘導発熱性部材に前記磁場発生手段の磁界を作用させ、電磁誘導発熱性部材の発熱で前記被加熱部材を、所定の定着温度に加熱する定着装置であり、
前記磁場発生手段は、励磁コイル及びコイルにて発生する磁界を前記電磁誘導発熱性部材に導く磁路より成り、商用交流電源から入力された電源電圧を整流する整流手段と、
前記励磁コイルへの電流を導通、遮断するスイッチング手段と、
前記励磁コイルと共振すべく配置した共振コンデンサより成るインバータ装置を有し、
前記定着温度以上、サーモスイッチ動作温度以下の温度にキュリー点を持つ前記電磁誘導発熱性部材を有する定着装置において、
前記電圧共振回路の励磁コイルの両端にかかる電圧を検出する電圧検出手段と、
励磁コイルに流れる電流をＯＦＦにした時の励磁コイルの両端にかかる電圧の周期を検出する電圧周期検出手段を有し、
励磁コイルの両端にかかる電圧の周期が、所定の値以下になった際に、
前記インバータ装置から励磁コイルへの給電を停止する手段、又は前記商用交流電源から前記インバータ装置への給電を停止する手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
磁場発生手段と、
前記磁場発生手段の磁界の作用で電磁誘導発熱する電磁誘導発熱性部材と、
前記電磁誘導発熱性部材と相互圧接して被加熱部材のニップ部を形成する加圧部材を有し、
前記電磁誘導発熱性部材に前記磁場発生手段の磁界を作用させ、電磁誘導発熱性部材の発熱で前記被加熱部材を、所定の定着温度に加熱する定着装置であり、
前記磁場発生手段は、励磁コイル及びコイルにて発生する磁界を前記電磁誘導発熱性部材に導く磁路より成り、
商用交流電源から入力された電源電圧を整流する整流手段と、
前記励磁コイルへの電流を導通、遮断するスイッチング手段と、
前記励磁コイルと共振すべく配置した共振コンデンサより成るインバータ装置を有し、
前記定着温度以上、サーモスイッチ動作温度以下の温度にキュリー点を持つ前記電磁誘導発熱性部材を有する定着装置において、
励磁コイル及び共振コンデンサから成る前記電圧共振回路に流れる共振電流を検出する手段と、
共振電流が前記整流手段に電力を回生する方向に流れる期間の最大値を検出する回生電流最大値検出手段を有し、
回生電流が、所定の電流値以上になった際に、前記インバータ装置から励磁コイルへの給電を停止する手段、又は前記商用交流電源から前記インバータ装置への給電を停止する手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置を用い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】
本発明は、ローラ加熱方式及びベルト加熱方式の定着装置、及び前記定着装置を像加熱装置として備えた電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備させる、トナー画像を被記録材に加熱定着させる像加熱装置（定着装置）を例にして説明する。
【０００３】
画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で被記録材（転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた目的の画像情報の未定着画像（トナー画像）を被記録材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く用いられていた。近年はクイックスタートや省エネルギーの観点からベルト加熱方式の装置、電磁誘導加熱方式の装置が実用化されている。
【０００４】
・電磁誘導加熱方式の定着装置
たとえば、下記特許文献１においては、磁束により定着スリーブに電流を誘導させてジュール熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着スリーブを発熱させることができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【０００５】
しかしながら、磁場発生手段としての励磁コイルにより発生した交番磁束のエネルギーが定着スリーブ全体の昇温に使われるため放熱損失が大きく、投入エネルギーに対する定着エネルギーの密度が低く、効率面での課題があった。
【０００６】
そこで、定着に作用するエネルギーを高密度で得るために発熱体である定着スリーブに励磁コイルを接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ部近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が考案された。
【０００７】
図１に、電磁誘導加熱方式の定着装置の概略構成を示す。
【０００８】
本例において、定着装置（加熱手段）１は電磁誘導加熱方式の装置であり、定着装置１は円筒状の電磁誘導発熱性スリーブを用いた、加圧ローラ駆動方式、電磁誘導加熱方式の装置である。磁場発生手段は磁性コア１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び励磁コイル１４からなる。
【０００９】
磁性コア１３ａ，１３ｂ，１３ｃは高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるのがよい。
【００１０】
励磁コイル１４には給電部１４ａ，１４ｂに励磁回路１８を接続してある（図２）。この励磁回路１８は２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの高周波をスイッチング電源で発生できるようになっている。
【００１１】
励磁コイル１４は励磁回路１８から供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。
【００１２】
図３は交番磁束の発生の様子を模式的に表したものである。磁束Ｃは発生した交番磁束の一部を表す。
【００１３】
磁性コア１３ａ，１３ｂ，１３ｃに導かれた交番磁束Ｃは、磁性コア１３ａと磁性コア１３ｂとの間、そして磁性コア１３ａと磁性コア１３ｃとの間において定着スリーブ１０の電磁誘導発熱層１１に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層１１の固有抵抗によって電磁誘導発熱層１１にジュール熱（渦電流損）を発生させる。ここでの発熱量Ｑは電磁誘導発熱層１１を通る磁束の密度によって決まり、図３の右側に示すようなグラフ分布を示す。図３のグラフは、縦軸が磁性コア１３ａの中心を０とした角度θで表した定着スリーブ１０における円周方向の位置を示し、横軸が定着スリーブ１０の電磁誘導発熱層１１での発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈは最大発熱量をＱとした場合、発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定義する。これは、定着に必要な発熱量が得られる領域である。
【００１４】
この定着ニップ部Ｎの温度は、不図示の温度検知手段を含む温調系により励磁コイル１４に対する電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるように温調される。図１の１６は定着スリーブ１０の温度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例においては温度センサ１６で測定した定着スリーブ１０の温度情報をもとに定着ニップ部Ｎの温度を制御するようにしている。
【００１５】
而して、定着スリーブ１０が回転し、励磁回路１８から励磁コイル１４への給電により、上記のように定着スリーブ１０の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像ｔが形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着スリーブ１０と加圧ローラ１７との間に画像面が上向き、即ち定着ベルト面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定着スリーブ１０の外面に密着して定着スリーブ１０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この定着ニップ部Ｎを定着スリーブ１０と一緒に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定着スリーブ１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回転定着スリーブ１０の外面から分離して排出搬送されていく。被記録材Ｐ上の加熱定着トナー画像は定着ニップ部Ｎ通過後、冷却して永久固着像となる。
【００１６】
本例においては、図４に示すように、定着スリーブ１０のこの発熱域Ｈ（図３）の対向位置に、暴走時の励磁コイル１４への給電を遮断するため、温度検知素子であるサーモスイッチ１５を配設している。
【００１７】
図４は本例で使用した安全回路の回路図である。温度検知素子であるサーモスイッチ１５は＋２４ＶＤＣ電源とリレースイッチ１９と直列に接続されており、サーモスイッチ１５が切れると、リレースイッチ１９への給電が遮断され、リレースイッチ１９が動作し、励磁回路１８への給電が遮断されることにより励磁コイル１４への給電を遮断する構成をとっている。サーモスイッチ１５はＯＦＦ動作温度を２２０℃に設定した。また、サーモスイッチ１５は定着スリーブ１０の発熱域Ｈに対向して定着スリーブ１０の外面に非接触に配設した。サーモスイッチ１５と定着スリーブ１０との間の距離は約２ｍｍとした。これにより、定着スリーブ１０にサーモスイッチ１５の接触による傷が付くことがなく、耐久による定着画像の劣化を防止することができる。
【００１８】
本例によれば、装置故障による定着装置暴走時に、定着ニップＮに紙が挟まった状態で定着器が停止し、励磁コイル１４に給電が続けられ、定着スリーブ１０が発熱し続けた場合でも、紙が挟まっている定着ニップ部Ｎでは発熱していないために、紙が直接加熱されることがない。本例ではトナーｔに低軟化物質を含有させたトナーを使用したため、サーモスイッチ１５が２２０℃を感知して、サーモスイッチ１５が切れた時点で、リレースイッチ１９により励磁コイル１４への給電が遮断される。また、発熱量が多い発熱域Ｈには、サーモスイッチ１５が配設してあるため、温度検知素子としてサーモスイッチ１５のほかに温度ヒューズを用いることもできる。オフセット防止のためのオイル塗布機構を設けていないものの、低軟化物質を含有させていないトナーを使用した場合にはオイル塗布機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有させたトナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を行ってもよい。
【００１９】
・励磁コイル１４
励磁コイル１４はコイル（線輪）を構成させる導線（電線）として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイル１４を形成している。本例では１０ターン巻いて励磁コイル１４を形成している。
【００２０】
絶縁被覆は定着スリーブ１０の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。たとえば、アミドイミドやポリイミドなどの被覆を用いるとよい。
【００２１】
励磁コイル１４は外部から圧力を加えて密集度を向上させてもよい。励磁コイル１４の形状は、図１のように発熱層の曲面に沿うようにしている。本例では定着ベルトの発熱層と励磁コイル１４との間の距離は約２ｍｍ程度になるように設定する。
【００２２】
・安全回路
定着器の安全装置の一例として、サーミスタにより温度を検出し、ＡＣ給電部に設けたリレーを用いて回路を停止する安全回路の説明を行う。
【００２３】
定着器の温度制御は定着スリーブに摺動配置されたサーミスタにより定着スリーブの温度を検出し、ＣＰＵにより温度制御を行っている。定着器の温度はソフトウェアにより検知を行っており、動作時において想定される温度よりも明らかに高温となった場合には異常高温と判断するようソフトウェアを構成し、定着器の安全を確保している。しかしながら、万一のソフトウェア暴走時にも定着器の安全を確保するために、ハードウェアによる保護回路を設け、さらにサーモスイッチや温度ヒューズといった、温度保護素子を設けて３重の保護回路としている。
【００２４】
・サーミスタ方式の安全回路
定着スリーブの温度を測定するために配置したサーミスタは、検出抵抗と直列接続して基準電源に接続されている。サーミスタは温度によって抵抗値が変化するため、検出抵抗と基準電圧によって抵抗値変化を電圧変化に変換している。サーミスタの検出電圧をコンパレータに入力し、予め定められた電圧値より低い電圧と成った場合に、リレー駆動回路を遮断することで定着器への電力供給を停止する構成としている。
【００２５】
・下記、特許文献２には、回転体と、この回転体内部に設けられた励磁コイルと、回転体とニップを形成する加圧部材と、を有し、回転体に発生する、うず電流により発熱する像加熱装置において、上記回転体は低熱伝導性基材と、この低熱伝導性基材よりも外側に設けられた１００℃〜２５０℃のキュリー温度を有する磁性体からなる導電層と、を有することを特徴とする像加熱装置が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２２０９１２号公報
【特許文献２】特開平７−１１４２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら従来の安全回路方式では、端部昇温防止のために端部サーミスタが必要であり、かつ安全回路として使用していた。電磁誘導加熱方式の定着方式では、定着スリーブに電磁誘導発熱性部材を用いる場合に定着スリーブそのものが発熱するため、定着スリーブにサーミスタを当接、摺動させる必要があり、サーミスタの影響が画像に現れない位置に配置するか、もしくは画像に影響しない当接方式を用いる必要があり、構成が複雑、コスト高になる場合があった。
【００２７】
本発明は上述の問題点に着目してなされたものであって、定着スリーブに定着温度よりも高い温度のキュリー点を有する磁性材を用い、励磁コイルの電圧または電流を検出する手段を設け、検出した電圧または電流の波形から、予め設定された温度よりも高温になった事を検出し、定着器への電力供給を停止するよう安全回路を構成し、温度制御素子としてのサーミスタ以外のサーミスタを省略した構成を備えた定着装置及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】
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明は定着装置を下記（１）の構成とする。
【００２９】
（１）磁場発生手段と、前記磁場発生手段の磁界の作用で電磁誘導発熱する電磁誘導発熱性部材と、前記電磁誘導発熱性部材と相互圧接して被加熱部材のニップ部を形成する加圧部材を有し、前記電磁誘導発熱性部材に前記磁場発生手段の磁界を作用させ、電磁誘導発熱性部材の発熱で前記被加熱部材を、所定の定着温度に加熱する定着装置であり、前記磁場発生手段は、励磁コイル及びコイルにて発生する磁界を前記電磁誘導発熱性部材に導く磁路より成り、商用交流電源から入力された電源電圧を整流する整流手段と、前記励磁コイルへの電流を導通、遮断するスイッチング手段と、前記励磁コイルと共振すべく配置した共振コンデンサより成るインバータ装置を有し、前記定着温度以上、サーモスイッチ動作温度以下の温度にキュリー点を持つ前記電磁誘導発熱性部材を有する定着装置において、励磁コイル及び共振コンデンサから成る電圧共振回路に流れる共振電流を検出する共振電流検出手段と、共振電流が前記整流手段に電力を回生する方向に流れる時間を検出する回生時間検出手段を有し、回生時間が所定の値以下になった際に、前記インバータ装置から励磁コイルへの給電を停止する手段、又は前記商用交流電源から前記インバータ装置への給電を停止する手段を有する定着装置。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３１】
・温度制御素子としてのサーミスタ以外のサーミスタ素子が不要となるため、低コストの定着装置を提供する事が可能となる
・高温となる部分に接触サーミスタを用いないため、検知回路の長寿命化が可能となる
・直接温度を検出可能であるため、従来よりもさらに短時間で温度上昇を検出する事が可能となる
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３３】
図５に第１の実施例を最も良く表す図を示す。図５において、１００はサーモスイッチ、１０１はリレー、１０２はブリッジダイオード、１０３はフィルタ回路、１０４は励磁コイル、１０５はサーミスタ、１０６は制御演算を行うＣＰＵを含む制御回路、１０７はスイッチング素子、１０８は共振コンデンサ、１０９は逆導通ダイオード、１１０はカレントトランス、１１１は電流検出回路からの信号の平均値またはピーク値を検出するフィルタ回路、１１２は電流検出回路、１１３はフィルタ回路、１１４は時間計測回路、１１５は安全回路、１１６はＯＮ幅決定回路、１１７はスイッチング制御回路である。
【００３４】
本体の電源が投入され、不図示である画像形成装置のＤＣ電源回路が動作して２４Ｖ  ＤＣ電圧１１８が供給されると、サーモＳＷ１００接点を通してリレー１０１に電流が供給される。安全回路１１５は動作していないため、リレー１０１の安全回路１１５側に接続されている端子はＧＮＤの電位とほぼ同電位になり、リレー１０１のリレーコイルに電流が供給される。その結果リレー１０１のリレー接点がＯＮになり、ＡＣ電源ラインからＡＣ電圧が回路に供給され、ブリッジダイオード１０２により全波整流されて脈流化ＤＣ電圧となり、フィルタ回路１０３により波形整形されている。
【００３５】
画像形成装置が定着動作を開始すると、スイッチング制御回路１１７によりスイッチング素子１０７の制御が開始される。スイッチング素子１０７がＯＮになると、フィルタ回路１０３、励磁コイル１０４、スイッチング素子１０７、カレントトランス１１０より成る回路に電流が供給され、励磁コイル１０４に流れる電流は時間の経過に伴って一様に上昇する。制御回路１０６がスイッチング制御回路１１７のＯＮ時間決定回路（ＯＮ幅決定回路）１１６にＯＮ時間に相当する電圧を指示すると、スイッチング制御回路１１７は指示されたＯＮ時間が経過した後にスイッチング素子１０７をＯＦＦにする。励磁コイル１０４に流れた電流は、カレントトランス１１０により電圧に変換されて、フィルタ回路１１１による波形整形を受けて制御回路１０６へフィードバックされており、励磁コイル１０４に流れた電流値と、サーミスタ１０５からの信号電圧をＣＰＵが演算し、スイッチング素子１０７のＯＮ時間を制御する動作を行っている。また、一方でスイッチング素子１０７に流れる電流が大きすぎると、スイッチング素子１０７を破損させてしまう場合があるため、電流検出回路１１２の信号は過電流保護回路にも接続してスイッチング素子１０７に過大電流が流れないように構成している。スイッチング素子１０７がＯＦＦになると、フィルタ回路１０３、励磁コイル１０４、共振コンデンサ１０８より成る共振回路による共振動作が開始される。その後にＯＦＦ幅決定回路により、予め定められた時間のＯＦＦ幅が出力される。出力フリップフロップは、スイッチング素子１０７のＯＮとＯＦＦが交互に発生するように構成されている。スイッチング素子１０７をＯＮ，ＯＦＦ動作させる事により励磁コイル１０４に高周波電流が供給され、励磁コイル１０４より発生する高周波電磁界により定着スリーブ１０が発熱する。
【００３６】
・キュリー点検知方式の安全回路
通常のプリント動作時は、定着スリーブの温度はプリント温調時の目標温度に制御されている。このような場合には定着スリーブは磁性を保っており、励磁コイルから見た負荷インダクタンスは２０μＨから５０μＨといった値を示している。
【００３７】
ソフトウェア暴走やサーミスタの不具合により温度が上昇し、定着スリーブの温度がキュリー点に近づくと、定着スリーブの磁性（透磁率）が低下する。その結果コイル両端から見たインダクタンスが小さくなり、コイルに流れていたスイッチング電流波形は図６のように変化する。
【００３８】
図６は第１の実施例の共振コイル電流波形変化を示した図である。縦軸は電流値、横軸は時間軸である。６−ａは通紙時の共振コイル電流波形を示し、６−ｂは所定の温度以上に達した時の共振コイル電流波形を示している。所定の温度以上に達した際に、前記整流手段に電力を回生する方向に流れる共振電流の時間周期が短くなる。キュリー点付近では、共振電流の周期は温度により決まるため、共振電流波形から温度を推定する事が可能となる。
【００３９】
電流検出による安全回路の一例を図７に示す。回路の動きを以下で説明する。カレントトランス１１０により検出された電流は、電流検出回路１１２内に配置されている検出抵抗により電圧変換される。フィルタ回路１１３により、ノイズ成分を取り除いた後、整流ダイオード２０１によって整流する事により、負方向電圧分を検出（検波）する。この電流は、励磁コイル１０４と共振コンデンサ１０８からなる共振回路から整流回路への回生期間の電流である。図８にその動作を示す。
【００４０】
８−ａはスイッチング素子１０７のゲート電圧であり、電圧が高いとスイッチング素子１０７はＯＮ、０ＶでＯＦＦとなる。電流検出回路１１２にて検出された電圧を８−ｂに示す。Ｖ１のコイル電流と逆の極性で表されるような電圧波形となる。整流ダイオード２０１により整流された後の電圧が８−ｃに示すＶ２である。Ｖ２の電圧を予め定められた基準電圧２０２で設定される閾値電圧Ｖｓと比較する事により、負方向電圧の時間幅に応じたパルス電圧波形Ｖ３を得ることが出来る。このパルス電圧の時間を計測すれば良い。ここではＰＷＭ回路を用いた例を示す。コンデンサ２０６に対し、定電流源２０５からの電流を充電し、Ｖ３が０Ｖの時に充電、Ｖ３がハイレベルを出力している時に放電を行うようにすると、コンデンサ２０６の端子間電圧Ｖ４は８−ｅのようになる。この電圧Ｖ４をダイオード２０７とコンデンサ２０８より成るピークホールド回路によりピーク検出すると、Ｖ５のようなＤＣ電圧を得る事が出来る。定着スリーブ１０の温度がキュリー点に近づくと、定着スリーブ１０の透磁率μが低下するため、励磁コイル１０４のインダクタンスが低下して８−ｂに示したＶ１の波形は、図６に示す電流波形と同様に周期が短く変化する。これによりＶ５の電圧が低下してくる。Ｖ５の電圧は、所定の温度に相当する第二の基準電圧Ｖｓ２と比較され、Ｖ５の電圧が所定の温度に相当する電圧になった際に、ＡＣ給電部に設けたリレー１０１を駆動するリレー駆動回路２１２を停止する事により、安全動作を行っている。
【００４１】
本実施例は、電圧共振回路を用いて説明をしたものの、上記のほかに電流共振回路を採用しても良い。
【実施例２】
【００４２】
図９に第２の実施例を最も良く表す電圧検出による安全回路の一例を示す。１２０は電圧検出回路である。ここでは重複する説明は省き、本実施例のみの部分を説明する。
【００４３】
・キュリー点検知方式の安全回路
ソフトウェア暴走やハードウェアの不具合により温度が上昇し、定着スリーブ１０の温度がキュリー点に近づくと、励磁コイル１０４のインダクタンスが小さくなる。その結果、励磁コイル１０４両端の共振電圧波形が変化する。
【００４４】
図１０は第２の実施例の励磁コイル１０４両端の共振電圧波形を示した図である。縦軸は電圧値、横軸は時間軸である。１０−ａは通紙時の共振コイル電圧波形を示し、１０−ｂは所定の温度以上に達した時の共振コイル両端の電圧波形を示している。所定の温度以上に達した際に、励磁コイル１０４両端の共振電圧の時間周期が短くなる。共振電圧の周期は温度により決まるため、共振電圧波形から温度を推定する事が可能となる。
【００４５】
電圧検出による安全回路の一例を図１１に示す。回路の動きを以下で説明する。励磁コイル１０４両端の電圧をトランス１２２で検出し、これ以降の回路構成は実施例１と同様の回路にて構成される。従って、実施例１と同様にして共振電圧の時間幅に応じたパルスを作成することが出来る。このパルス幅を計測し、所定の温度以上に相当するパルス幅となった際に、ＡＣ給電部に設けたリレーを駆動するリレー駆動回路を停止する事により、安全動作を行っている。
【００４６】
本例は、電圧共振回路を用いて説明をしたものの、上記のほかに電流共振回路を採用しても良い。
【実施例３】
【００４７】
図１２に第３の実施例を最も良く表す図を示す。ここでは重複する説明は省き、本実施例のみの部分を説明する。
【００４８】
図１２及び図１３において、１１０はカレントトランス、３００は電流検出回路、３０１はフィルタ回路、３０２は整流回路、３０３はピークホールド回路、３０４は整流回路、３０５はピークホールド回路、３０６はコンパレータ、３０７はリレー駆動回路、１０１はリレーである。
【００４９】
定着スリーブ１０の温度上昇に伴って定着スリーブ１０の透磁率が低下する。この結果、定着スリーブ１０の温度がキュリー点に近づく事により、励磁コイル１０４から見た定着スリーブ１０を含む回路の等価インダクタンスが低下する。この結果、図１３の１３−ａと１３−ｂに示すように、正方向電流に対して負方向電流が大きくなる変化が現れる。この変化を検知し、リレーを遮断する。
【００５０】
電流検出による安全回路の一例を図１４に示す。回路の動きを以下で説明する。以降、ＡＣ全波整流回路から共振回路へ流れる電流は正方向電流と表記する。また、回生方向の電流は負方向電流と表記する。電流検出回路３００により共振回路に流れる電流を検出し電圧値に変換した後、フィルタ回路３０１によりノイズを除去する。その後、整流回路３０２にて負方向電流を検出し、ピークホールド回路３０３にてピークを検出する。一方で整流回路３０４にて共振回路に流れる電流を整流し、正方向電流に相当する電圧を得て、ピークホールド回路３０５にて正方向電流のピーク値を検出する。前記のように正方向電流のピーク値と負方向電流のピーク値をそれぞれ検出し、正方向電流の値を抵抗で分圧した電圧値をコンパレータ３０６の基準電圧として使用し、前記基準電圧値と負方向電流ピーク値を比較する。定着スリーブ１０の温度が上昇しキュリー点に近づいて、前記基準電圧値と負方向電流ピーク値の比較値が所定値を超えたら、定着スリーブ１０の温度がキュリー点に近づいたと判断して、リレー駆動回路３０７を動作させ、リレー１０１を停止するよう構成する。
【００５１】
本実施例は、電圧共振回路を用いて説明をしたものの、上記のほかに電流共振回路を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】電磁誘導加熱方式の画像形成装置の概略構成図
【図２】磁場発生手段と励磁回路の関係を示した図
【図３】磁場発生手段と発熱量Ｑの関係を示した図
【図４】安全回路構成を示した図
【図５】第１の実施例を最も良く表した図
【図６】第１の実施例の共振コイル電流波形変化を示した図
【図７】第１の実施例の安全回路の詳細図
【図８】第１の実施例の安全回路の検出波形を表した図
【図９】第２の実施例を最も良く表した図
【図１０】第２の実施例の共振コイル電圧波形変化を示した図
【図１１】第２の実施例の安全回路の詳細図
【図１２】第３の実施例を最も良く表した図
【図１３】第３の実施例の共振コイル電流波形変化を示した図
【図１４】第３の実施例の安全回路  詳細図
【符号の説明】
【００５３】
１  定着装置
１０  定着スリーブ
１１  電磁誘導発熱層
１２  ホルダ
１３  磁性コア
１４  励磁コイル
１５  サーモスイッチ
１６  温度センサ
１７  加圧ローラ
１８  励磁回路
１９  リレースイッチ
１００  サーモスイッチ
１０１  リレー
１０２  ブリッジダイオード
１０３  フィルタ回路
１０４  励磁コイル
１０５  サーミスタ
１０６  ＣＰＵ
１０７  スイッチング素子
１０８  共振コンデンサ
１０９  逆導通ダイオード
１１０  カレントトランス
１１１  フィルタ回路
１１２  電流検出回路
１１３  フィルタ回路
１１４  時間計測回路
１１５  安全回路
１１６  ＯＮ幅決定回路
１１７  スイッチング制御回路
１１８  ２４Ｖ  ＤＣ電圧
１２０  電圧検出回路
１２１  抵抗
１２２  トランス
１３０  整流回路
１３１  コンパレータ
２０１  整流ダイオード
２０２  基準電圧
２０３  コンパレータ
２０４  トランジスタ
２０５  定電流源
２０６  コンデンサ
２０７  ダイオード
２０８  コンデンサ
２０９  基準電圧
２１０  コンパレータ
２１１  抵抗
２１２  リレー駆動回路
３００  電流検出回路
３０１  フィルタ回路
３０２  整流回路
３０３  ピークホールド回路
３０４  整流回路
３０５  ピークホールド回路
３０６  コンパレータ
３０７  リレー駆動回路
【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８】
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【図９】
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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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【図１４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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