(57)【要約】【課題】干渉音を発生させずに連続的に加熱用コイルに電力を供給することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。【解決手段】複数の誘導加熱用コイルに接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子を同一のタイミングでオン／オフさせ、前記複数の誘導加熱用コイルに入力電圧を印加させる駆動信号を、前記複数のスイッチング素子に供給する制御回路と、  前記複数の誘導加熱用コイルのうち、一部の前記誘導加熱用コイルに印加される前記入力電圧を制御する電圧制御回路と、を有する。【選択図】図１
2015014682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘導加熱用コイルを用いた誘導加熱方式により加熱体を加熱させる定着装置であって、
前記複数の誘導加熱用コイルに接続された複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子を同一のタイミングでオン／オフさせ、前記複数の誘導加熱用コイルに入力電圧を印加させる駆動信号を、前記複数のスイッチング素子に供給する制御回路と、
前記複数の誘導加熱用コイルのうち、一部の前記誘導加熱用コイルに印加される前記入力電圧を制御する電圧制御回路と、を有する定着装置。
【請求項２】
前記一部の前記誘導加熱用コイルは、他の前記誘導加熱用コイルよりもコイル幅が狭く、
前記電圧制御回路は、
一部の前記誘導加熱用コイルに印加される前記入力電圧を降圧する請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記一部の前記誘導加熱用コイルは、複数の前記誘導加熱用コイルを含み、
前記電圧制御回路は、
前記一部の前記誘導加熱用コイルに含まれる前記複数の前記誘導加熱用コイルの入力電圧を制御する請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
前記一部の前記誘導加熱用コイルは、前記他の前記誘導加熱用コイルの両端に、それぞれ隣接して配置されている請求項２又は３記載の定着装置。
【請求項５】
前記制御回路は、
前記加熱体を加熱してトナー像を記録媒体に定着させる際に、前記トナー像の元となる画像データに基づき、前記一部の前記誘導加熱用コイルへの前記駆動信号の供給を停止させるか否かを判断する請求項１乃至４の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
複数の誘導加熱用コイルを用いた誘導加熱方式により加熱体を加熱させる定着装置を有する画像形成装置であって、
前記定着装置は、
前記複数の誘導加熱用コイルに接続された複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子を同一のタイミングでオン／オフさせ、前記複数の誘導加熱用コイルに入力電圧を印加させる駆動信号を、前記複数のスイッチング素子に供給する制御回路と、
前記複数の誘導加熱用コイルのうち、一部の前記誘導加熱用コイルに印加される前記入力電圧を制御する電圧制御回路と、を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の誘導加熱用コイルを用いた誘導加熱方式により加熱体を加熱させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置は、トナーを紙に定着させるため定着装置を有する。この定着装置の加熱方式の一つに、IH（Inducing Heating：誘導加熱）方式が挙げられる。誘導加熱用の電源装置（インバータ）では、インバータに搭載されたスイッチング素子の動作周波数（スイッチング素子の導通時間幅）により、誘導加熱用コイルに流れる交流電流値を制御する。すなわちIH定着方式では、スイッチング素子のオン幅制御により電力制御を行うことが知られている。
【０００３】
また従来の画像形成装置では、仕様によって様々のサイズ(幅)の用紙が用いられる。このため、例えば特許文献１ないし３に記載されているように、画像形成装置では、加熱ローラの軸方向に沿って用紙通過幅に合わせた複数の誘導加熱用コイルを配置し、誘導加熱用コイルに供給される電力を制御することが知られている。
【０００４】
また従来の画像形成装置では、ローラ軸方向に沿って配置した複数の誘導加熱用コイルに対してそれぞれの電力を供給する際に、ローラ長手方向の温度差に応じてそれぞれの誘導加熱用コイルで発生させる電力量を変化させる。このことは異なる周波数で駆動される誘導加熱用コイルが複数存在することを意味しており、干渉音が発生する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の干渉音を抑止するため、複数の誘導加熱用コイルへの電力供給タイミングを切り替えて制御することが知られている。しかしながら、干渉音を抑止するために電力分配比率を保持したまま電力供給タイミングを切り替えて制御すると、複数の誘導加熱用コイルを時分割して加熱することになり、定着温度に到達するまでの時間が増大する。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、干渉音を発生させずに連続的に加熱用コイルに電力を供給することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成すべく、以下の如き構成を採用した。
【０００８】
本発明は、複数の誘導加熱用コイルを用いた誘導加熱方式により加熱体を加熱させる定着装置であって、前記複数の誘導加熱用コイルに接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子を同一のタイミングでオン／オフさせ、前記複数の誘導加熱用コイルに入力電圧を印加させる駆動信号を、前記複数のスイッチング素子に供給する制御回路と、前記複数の誘導加熱用コイルのうち、一部の前記誘導加熱用コイルに印加される前記入力電圧を制御する電圧制御回路と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、干渉音を発生させずに連続的に加熱用コイルに電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態の定着装置を説明する図である。
【図２】第一の実施形態の加熱ローラを説明する図である。
【図３】第一の実施形態の電圧制御回路による電圧の制御を説明する図である。
【図４】第一の実施形態の電圧制御回路の一例を示す図である。
【図５】第一の実施形態の電圧制御回路の動作波形の一例を示す図である。
【図６】第一の実施形態の定着装置と比較を行うための比較例を説明する図である。
【図７】第一の実施形態と比較例の加熱実験を実施した結果を示す図である。
【図８】第二の実施形態の電圧制御回路の一例を示す図である。
【図９】第二の実施形態の電圧制御回路の動作波形の一例を示す図である。
【図１０】第三の実施形態の定着装置を説明する第一の図である。
【図１１】第三の実施形態の定着装置を説明する第二の図である。
【図１２】第四の実施形態の定着装置を説明する図である。
【図１３】第五の実施形態の定着装置を説明する図である。
【図１４】第六の実施形態の定着装置を説明する第一の図である。
【図１５】第六の実施形態の定着装置を説明する第二の図である。
【図１６】第七の実施形態の定着装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の定着装置を説明する図である。
【００１２】
本実施形態の定着装置１０は、電源電圧１００、入力ＡＣ（Alternating Current）電力検出回路１０２、整流回路１０３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０４を有する。また本実施形態の定着装置１０は、電圧制御回路１１０、１２０、コイル駆動部２１０、２２０、２３０、加熱用コイル２１３、２２３、２３３を有する。
【００１３】
本実施形態の定着装置１０のＣＰＵ１０４は、外部通信ＩＦ（インターフェイス）１４０を介して外部制御ＣＰＵ１３０から定着の指示を受けると、コイル駆動部２１０、２２０、２３０により誘導加熱用の加熱用コイル２１３、２２３、２３３を加熱し、加熱ローラ３００を加熱する。本実施形態において外部通信ＩＦ（インターフェイス）１４０は、定着装置１０に設けられていても良いし、定着装置１０の外部に設けられていても良い。一般に外部通信ＩＦは、内部電子回路への破損を防ぐため、フォトカプラなどにより絶縁される。また本実施形態の外部制御ＣＰＵ１３０は、例えば定着装置１０が搭載される画像形成装置のメイン制御部である。また本実施形態の加熱ローラ３００は、定着装置１０が有していても良いし、定着装置１０の外部に配置されていても良い。
【００１４】
本実施形態の電圧制御回路１１０、１２０は、コイル駆動部２１０、２３０に電圧を供給し、加熱用コイル２１３、２３３を駆動させる。また実施形態のコイル駆動部２２０には、ＣＰＵ１０４から加熱用コイル２２３を駆動させる駆動信号が供給される。
【００１５】
本実施形態のコイル駆動部２１０は、共振コンデンサ２１１、スイッチング素子２１２を有する共振回路である。コイル駆動部２２０は、共振コンデンサ２２１、スイッチング素子２２２を有する共振回路である。コイル駆動部２３０は、共振コンデンサ２３１、スイッチング素子２３２を有する共振回路である。
【００１６】
本実施形態のコイル駆動部２１０、２２０、２３０において、各共振コンデンサ２１１、２２１、２３１は、加熱用コイル２１３、２２３、２３３とそれぞれが並列に接続されて、共振回路を構成している。また各スイッチング素子２１２、２２２、２３２は、加熱用コイル２１３、２２３、２３３と直列に接続されており、上述の共振回路の駆動を制御する。
【００１７】
本実施形態のスイッチング素子２１２、２２２、２３２は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等であり、それぞれのゲートにＣＰＵ１０４から出力される信号が印加される。本実施形態のスイッチング素子２１２、２２２、２３２は、ＣＰＵ１０４の指示に従ってオン／オフが制御される。
【００１８】
本実施形態の定着装置１０では、電源電圧１００から出力される電圧を整流回路１０３により整流した電圧Ｖｒｅｃｔが電圧制御回路１１０、１２０及びコイル駆動部２２０に供給される。また本実施形態の定着装置１０では、ＣＰＵ１０４から出力される制御信号Ｖｃｏｎｔが電圧制御回路１１０、１２０及びコイル駆動部２２０に供給される。
【００１９】
次に図２を参照して本実施形態の加熱ローラ３００について説明する。図２は、第一の実施形態の加熱ローラを説明する図である。
【００２０】
図２では、定着装置１０の長手方向における加熱用コイル２１３、２２３、２３３と加熱ローラ３００の概略を示している。
【００２１】
本実施形態では、紙幅に応じて加熱ローラ３００の長手方向に分割された加熱用コイル２１３、２２３、２３３を有する。
【００２２】
本実施形態では、加熱用コイル２１３の長手方向の幅をＷ１、加熱用コイル２２３の長手方向の幅をＷ２、加熱用コイル２３３の長手方向の幅をＷ３としたとき、Ｗ１＝Ｗ３＜Ｗ２となるように各加熱用コイルを設けた。
【００２３】
すなわち本実施形態では、加熱ローラ３００の中央部分を加熱する加熱用コイル２２３を設け、加熱用コイル２２３の両側に加熱用コイル２２３よりも幅の狭い加熱用コイル２１３、２３３を設けた。
【００２４】
本実施形態の定着装置１０では、この３つの加熱用コイル２１３、２２３、２３３を駆動させるコイル駆動部２１０、２２０、２３０を同じ周波数で駆動させることで、干渉音を発生させずに連続的に加熱用コイル２１３、２２３、２３３に電力を供給する。
【００２５】
また本実施形態の定着装置１０では、加熱用コイル２１３及び２３３に供給する電圧と、加熱用コイル２２３に供給する電圧とを調整する。具体的には、加熱用コイル２２３が加熱ローラ３００において加熱する領域は、加熱用コイル２１３、２３３が加熱する領域よりも広くなる。よって加熱用コイル２２３に供給される電力は、加熱用コイル２１３、２３３に供給される電力よりも大きくする必要がある。
【００２６】
ここで本実施形態のコイル駆動部２１０、２２０、２３０は、周波数が同じ駆動信号で動作する。これはすなわち、コイル駆動部２１０、２２０、２３０のそれぞれに電圧が供給される時間が同一であることを示す。したがって本実施形態では、電圧制御回路１１０、１２０により、加熱用コイル２１３、２３３に印加する電圧が加熱用コイル２２３に印加する電圧よりも低くなるように、制御する。
【００２７】
すなわち本実施形態では、複数の加熱用コイル２１３、２２３、２３３を同じ周波数で駆動させ、且つそれぞれに供給される電力が予め設定された目標値となるように、複数の加熱用コイル２１３、２２３、２３３に印加する電圧を制御する。
【００２８】
具体的には、本実施形態のコイル駆動部２２０はＣＰＵ１０４に設定された電力（目標値）に対応したＰＷＭ信号で駆動する。また本実施形態では、ＣＰＵ１０４から出力される制御信号Ｖｃｏｎｔが電圧制御回路１１０、１２０に供給されると、電圧制御回路１１０、１２０は制御信号Ｖｃｏｎｔにより設定された電力に対応した電圧を出力する。電圧制御回路１１０、１２０から出力された電圧は、コイル駆動部２１０、２３０に供給され、加熱用コイル２１３、２３３に印加される。
【００２９】
以下に本実施形態の定着装置１０の有するＣＰＵ１０４の動作について説明する。
【００３０】
本実施形態のＣＰＵ１０４は、ＡＣ入力電力検出回路１０２により、電源電圧１００から供給される電力を検出する。次にＣＰＵ１０４は、定着装置１０の外部にあるＣＰＵ１３０から設定された電力の目標値を参照し、各コイル駆動部のスイッチング素子２１２、２２２、２３２を同一のタイミングでオン／オフさせるＰＷＭ信号を出力する。
【００３１】
本実施形態ではこの制御により、スイッチング素子２１２、２２２、２３２の駆動周波数を一致させ、加熱用コイル２１３、２２３、２３３同士の干渉音を抑制することができる。
【００３２】
以下に図３を参照して本実施形態における電圧制御回路１１０の電圧の制御について説明する。図３は、第一の実施形態の電圧制御回路による電圧の制御を説明する図である。図３では、例えば電圧制御回路１１０が加熱用コイル２１３に印加する電圧を制御した場合を示している。
【００３３】
コイル駆動部２１０において、スイッチング素子２１２に供給されるＰＷＭ信号がオン状態（Ｈレベル）のとき、加熱用コイル２１３にはコイル電流Ｉｃｏｉｌが流れる。このときスイッチング素子２１２のコレクタ−エミッタ間は導通した状態となり、コレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅは、図３（Ａ）に示すように０Ｖとなる。次にＰＷＭ信号がオフ状態（Ｌレベル）になると、コイル電流ＩｃｏｉｌはＧＮＤに流れず、共振コンデンサ２１１を充電し、スイッチング素子２１２のコレクタ-エミッタ間電圧Ｖｃｅが上昇する。
【００３４】
また、共振コンデンサ２１１に充電された電荷は放電されるため、加熱用コイル２１３に対して逆向きのコイル電流Ｉｃｏｉｌが流れ、コイル電流Ｉｃｏｉｌが０から負になる。
このとき、スイッチング素子２１２に内蔵されたダイオードが導通し、コレクタ-エミッタ間電圧Ｖｃｅはほぼ０Ｖになる。コイル駆動部２１０では、内蔵されたダイオードが導通している期間でＰＷＭ信号を再びオン状態にすることで、低損失でスイッチング素子２１２を動作させることが可能となる。この共振動作を利用したスイッチング動作を繰り返すことで、加熱用コイル２１３に高周波電流を流すことが可能となる。
【００３５】
図３（Ｂ）は、加熱用コイル２１３に印加される電圧Ｖ２を、図３（Ａ）の電圧Ｖ１よりも低くすることにより、ＰＷＭ信号のオン幅が同じ状態でスイッチング動作を繰り返したまま加熱用コイル２１３のコイル電流Ｉｃｏｉｌが減ることを示した図である。本実施形態では、電圧Ｖ１を低くすることでコイル電流Ｉｃｏｉｌを小さくする。
【００３６】
図３（Ｃ）は、加熱用コイル２１３に印加される電圧Ｖ３を、図３（Ａ）の電圧Ｖ１よりも高くすることにより、ＰＷＭ信号のオン幅が同じ状態でスイッチング動作を繰り返したまま加熱用コイル２１３のコイル電流Ｉｃｏｉｌが増えることを示した図である。
【００３７】
このように本実施形態では、加熱用コイル２１３に印加される電圧を制御することにより、コイル駆動部２１０のスイッチング素子２１２に供給するＰＷＭ信号のオン幅を変えずに設定された電力を供給することができる。
【００３８】
すなわち本実施形態では、各コイル駆動部を同じ周波数のＰＷＭ信号で制御しながら、加熱用コイル２１３、２３３に印加される電圧を制御できる。よって本実施形態では、例えば加熱用コイル２２３に大電力を投入する際に、ＰＷＭ信号のオン幅を同じにして、加熱用コイル２１３、２３３に印加する電圧を加熱用コイル２２２に印加する電圧よりも低くすることができる。
【００３９】
次に図４、図５を参照して本実施形態の電圧制御回路１１０、１２０について説明する。尚本実施形態では、電圧制御回路１１０、１２０の構成は同様であるから、以下の説明では電圧制御回路１１０の構成を例として説明する。図４は、第一の実施形態の電圧制御回路の一例を示す図である。
【００４０】
図４に示す電圧制御回路１１０では、フライバック方式のＡＣ／ＤＣ（Direct Current）変換回路を用いている。
【００４１】
本実施形態の電圧制御回路１１０は、トランス１１１、スイッチング素子１１２、ＣＰＵ１１３、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を有する。
【００４２】
電圧制御回路１１０には、整流回路１０３においてＡＣ電圧が整流された電圧Ｖｒｅｃｔが供給される。
【００４３】
電圧制御回路１１０の入力端子Ｔｉｎは、トランス１１１の１次巻線を介しスイッチング素子１１２と接続されている。スイッチング素子１１２は、ＣＰＵ１１３からの駆動信号(以下、Ｖｃｔｒｌ信号)によってオン／オフが制御される。
【００４４】
トランス１１１の２次巻線は、ダイオードＤ１を介して電圧制御回路１１０の出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。出力端子Ｔｏｕｔから出力される出力電圧Ｖｏｕｔは、コイル駆動部２１０に供給される。ダイオードＤ１と出力端子Ｔｏｕｔとの間には、コンデンサＣ１の一端が接続されている。コンデンサＣ１の他端は、接地されている。また出力端子Ｔｏｕｔには、出力電圧Ｖｏｕｔを分圧する分圧回路１１４が接続されている。分圧回路１１４は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との直列回路である。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点は、ＣＰＵ１１３と接続されている。
【００４５】
本実施形態のＣＰＵ１１３は、ＣＰＵ１０４から制御信号Ｖｃｏｎｔが供給される。本実施形態のＣＰＵ１１３は、制御信号Ｖｃｏｎｔによりコイル駆動部２１０に供給する電力の目標値が設定される。ＣＰＵ１１３は、電力の目標値と、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点の電圧Ｖｆｂとに基づき、電圧制御回路１１０の出力電圧Ｖｏｕｔが目標値と対応する電圧となるように、スイッチング素子１１２のオン／オフを制御するＶｃｔｒｌ信号を出力する。
【００４６】
図５は、第一の実施形態の電圧制御回路の動作波形の一例を示す図である。
【００４７】
本実施形態の電圧制御回路１１０では、Ｖｃｔｒｌ信号がオン状態（ハイレベル)になると、１次巻線に三角波状の電流Ｉｄｓが流れる。Ｖｃｔｒｌ信号がオンからオフ状態（ローレベル）に切り替わると１次巻線の電流Ｉｄｓが０になり、トランス１１１の２次側のダイオードＤ１に電流Ｉｏｕｔが流れる。出力電圧Ｖｏｕｔは、スイッチング素子１１２へのＶｃｔｒｌ信号のオン幅により、昇降圧が可能となる。
【００４８】
すなわち本実施形態のＣＰＵ１１３は、Ｖｃｔｒｌ信号のオン幅を広げることで出力電圧Ｖｏｕｔを昇圧し、オン幅を狭くすることで出力電圧Ｖｏｕｔは降圧する。
【００４９】
以上のように本実施形態の電圧制御回路１１０では、出力電圧Ｖｏｕｔの分圧Ｖｆｂと、加熱用コイル２１３に供給する電力の目標値とに基づき、出力電圧Ｖｏｕｔを目標値と対応する電圧とする。よって本実施形態のコイル駆動部２１０は、出力電圧Ｖｏｕｔに基づき、加熱用コイル２１３に供給される電力を目標値とすることができる。すなわち本実施形態では、加熱用コイルのサイズに合わせて加熱用コイルに供給される電力を制御することができる。
【００５０】
また本実施形態では、コイル駆動部２１０、２２０、２３０のスイッチング素子２１２、２２２、２３２をオン／オフの制御を同一のタイミングで行う。
【００５１】
よって本実施形態では、干渉音を発生させずに連続的に加熱用コイルに電力を供給することができる。
【００５２】
尚本実施形態では、加熱用コイル２１３、２２３、２３３を全て駆動する場合について説明したが、これに限定されない。本実施形態では、例えば定着対象となる記録材の幅に応じて、加熱用コイル２１３、２３３の駆動を停止させても良い。本実施形態のＣＰＵ１０４は、例えば記録材の幅が加熱用コイル２２３のコイル幅よりも狭い場合等には、加熱用コイル２２３のみを駆動させれば良い。本実施形態では、例えば外部制御ＣＰＵ１３０が画像データに基づき記録材の幅を検出し、ＣＰＵ１０４に通知しても良い。
【００５３】
以下に、図６及び図７を参照して本実施形態の効果について説明する。
【００５４】
図６は、第一の実施形態の定着装置と比較を行うための比較例を説明する図である。図６に示す定着装置１では、全てのコイル駆動部２１０、２２０、２３０の前段に電圧制御回路１１０、１２０、１３０が挿入されている。
【００５５】
図７は、第一の実施形態と比較例の加熱実験を実施した結果を示す図である。図７では、第一の実施形態の定着装置１０の加熱用コイル２２３と、比較例の定着装置１の加熱用コイル２２３の昇温性能を比較した結果を示している。
【００５６】
本実施形態の定着装置１０では、定着装置１と比較して加熱用コイル２２３をより早く加熱できることがわかる。
【００５７】
尚加熱実験は、画像形成装置の機種をimagio MP C5000とし、投入電力を1000Wとし、加熱用コイル２２３のサイズをＡ４用紙の縦の長さ相当とし、測定位置をニップ手前のコイル中央部とした。
【００５８】
通常、定着装置において電圧制御回路を用いた場合、ＡＣ／ＤＣの電圧変換を行う際に電力ロスが生じるため、設定された電力の目標値よりも低い電力で加熱ローラ３００を加熱することになり、定着性能が低下する。
【００５９】
また加熱用コイルのサイズを大きくするほど、電圧変換による電力ロスは顕著に表れる。このため例えばコイル駆動部に大電力を供給する場合には、電圧制御回路は不向きである。本実施形態では、大電力を必要とする加熱用コイル２２３を駆動するコイル駆動部２２０の前段には電圧制御回路を有していない。
【００６０】
よって本実施形態では、加熱用コイル２２３の前段に設けられた電圧制御回路１３０により生じる電力ロスをなくし、コイル駆動部２２０に供給される電力を目標値に近づけることができる。その結果、図７に示すように、電圧制御回路１３０を有する定着装置１よりと比較して短時間で加熱することができる。
【００６１】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態では、電圧制御回路にフォーワード方式を用いた点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００６２】
図８は、第二の実施形態の電圧制御回路の一例を示す図である。本実施形態の電圧制御回路１１０Ａは、トランス１１１Ａ、スイッチング素子１１２、ＣＰＵ１１３、ダイオードＤ１、Ｄ２、コンデンサＣ１、コイルＬ１、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を有する。
【００６３】
トランス１１１Ａの２次巻線は、ダイオードＤ１とコイルＬ１とを介して出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。ダイオードＤ１とコイルＬ１との接続点と接地との間には、ダイオードＤ２が接続されている。
【００６４】
図９は、第二の実施形態の電圧制御回路の動作波形の一例を示す図である。
【００６５】
本実施形態の電圧制御回路１１０Ａでは、Ｖｃｔｒｌ信号がオン状態（ハイレベル)になると、１次巻線に三角波状の電流Ｉｄｓが流れる。またトランス１１１の２次側のダイオードＤ１、Ｄ２に電流Ｉｏｕｔが流れ、コイルＬ１に蓄電される。電圧制御回路１１０ＡにおいてＶｃｔｒｌ信号がオンからオフ状態（ローレベル）に切り替わると、１次巻線の電流Ｉｄｓが０になり、コイルＬ１に蓄電された電流Ｉｏｕｔが流れる。出力電圧Ｖｏｕｔは、スイッチング素子１１２へのＶｃｔｒｌ信号のオン幅により、昇降圧が可能となる。
【００６６】
（第三の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。本発明の第三の実施形態では、加熱ローラ３００の両端に配置された複数の加熱用コイルを同一の電圧制御回路に接続した点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００６７】
図１０は、第三の実施形態の定着装置を説明する第一の図である。
【００６８】
本実施形態の定着装置１０Ａは、コイル駆動部２１０に対して、直列接続された加熱用コイル２１３と加熱用コイル２３３とが接続されている。
【００６９】
図１１は、第三の実施形態の定着装置を説明する第二の図である。
【００７０】
本実施形態の定着装置１０Ｂは、コイル駆動部２１０に対して、並列接続された加熱用コイル２１３と加熱用コイル２３３とが接続されている。
【００７１】
図１０及び図１１におけるコイル駆動部２１０は、電圧制御回路１１０の出力電圧Ｖｏｕｔが供給されて、加熱用コイル２１３と加熱用コイル２３３とを駆動する。
【００７２】
以上のように、２つの加熱用コイル２１３、２３３の駆動に対し、同一の電圧制御回路１１０及びコイル駆動部２１０を用いることで、加熱用コイル２１３、２３３に供給される電力を同一のものとすることができる。すなわち本実施形態では、加熱ローラ３００において加熱用コイル２１３、２３３と対応する位置を同一の温度に加熱することができる。
【００７３】
また本実施形態では、加熱用コイル２３３に対応する電圧制御回路１２０とコイル駆動部２３０とを必要としない。よって本実施形態の定着装置１０Ａでは、回路規模を削減することができる。
【００７４】
（第四の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。本発明の第三の実施形態では、同一の電圧制御回路に複数の加熱用コイルを接続した点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第四の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００７５】
図１２は、第四の実施形態の定着装置を説明する図である。
【００７６】
本実施形態の定着装置１０Ｃでは、コイル駆動部２１０に加熱用コイル２１３と加熱用コイル２１４が直列に接続されている。また定着装置１０Ｃでは、コイル駆動部２３０に加熱用コイル２３３と加熱用コイル２３４が直列に接続されている。
【００７７】
本実施形態の定着装置１０Ｃでは、例えば紙幅が加熱ローラ３００の長手方向の幅と同程度であった場合、全ての加熱用コイルを駆動させる。また本実施形態の定着装置１０Ｃは、例えば紙幅が加熱ローラ３００の長手方向の幅よりも狭い場合には、加熱用コイル２２３、２３３、２３４のみを駆動させても良い。
【００７８】
また本実施形態の加熱用コイルは、例えば加熱ローラ３００の加熱領域に対応して加熱用コイルが設けられていても良い。
【００７９】
（第五の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第五の実施形態について説明する。本発明の第五の実施形態では、コイル駆動部を電流共振回路とした点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第四の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００８０】
図１３は、第五の実施形態の定着装置を説明する図である。本実施形態の定着装置１０Ｄは、コイル駆動部２１０Ａ、２２０Ａ、２３０Ａを有する。
【００８１】
本実施形態のコイル駆動部２１０Ａ、２２０Ａ、２３０Ａの構成は、それぞれ同一であるため、以下の説明では、コイル駆動部２１０Ａを例として説明する。
【００８２】
本実施形態のコイル駆動部２１０Ａは、スイッチング素子２１１Ａ、２１２Ａを有し、スイッチング素子２１１Ａ、２１２ＡのゲートにはＣＰＵ１０４からＰＷＭ信号が供給される。
【００８３】
コイル駆動部２１０Ａにおいて、スイッチング素子２１１Ａに供給されるＰＷＭ信号がオン状態（Ｈレベル）になると、加熱用コイル２１３には電流Ｉｃｏｉｌが流れ、共振コンデンサＣ１０に電荷が充電される。次にスイッチング素子２１１Ａのゲートに供給されるＰＷＭ信号がオフ状態（Ｌレベル）になり、スイッチング素子２１２Ａのゲートに供給されるＰＷＭ信号オン状態（Ｈレベル）になると、加熱用コイル２１３には逆向きの電流Ｉｃｏｉｌが流れる。
【００８４】
本実施形態では、スイッチング素子２１１Ａ及びスイッチング素子２１２Ａのゲートに供給されるＰＷＭ信号を交互にオン／オフすることで加熱用コイル２１３に高周波電流が流れる。コイル駆動部２２０Ａの有するスイッチング素子２２１Ａ、２２２Ａ及びコイル駆動部２３０Ａの有するスイッチング素子２３１Ａ、２３２Ａも、コイル駆動部２１０Ａと同様の動作で駆動する。本実施形態では、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
（第六の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第六の実施形態について説明する。本発明の第六の実施形態は、第三の実施形態のコイル駆動部を電流共振回路としたものである。よって以下の第六の実施形態の説明では、第三の実施形態との相違点についてのみ説明し、第三の実施形態と同様の機能構成を有するものには第三の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００８６】
図１４は、第六の実施形態の定着装置を説明する第一の図である。
【００８７】
本実施形態の定着装置１０Ｅは、コイル駆動部２１０Ａに対して、直列接続された加熱用コイル２１３と加熱用コイル２３３とが接続され、加熱用コイル２３３と接地の間に共振コンデンサＣ１０が接続されている。また本実施形態のコイル駆動部２２０Ａに対して、加熱用コイル２３３が接続されており、加熱用コイル２２３と接地との間に共振コンデンサＣ２０が接続されている。
【００８８】
図１５は、第六の実施形態の定着装置を説明する第二の図である。
【００８９】
本実施形態の定着装置１０Ｆは、コイル駆動部２１０Ａに対して、並列接続された加熱用コイル２１３と加熱用コイル２３３とが接続され、加熱用コイル２１３と加熱用コイル２３３との接続点と接地の間に共振コンデンサＣ１０が接続されている。また本実施形態のコイル駆動部２２０Ａに対して、加熱用コイル２３３が接続されており、加熱用コイル２２３と接地との間に共振コンデンサＣ２０が接続されている。
【００９０】
本実施形態では、第三の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
（第七の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第七の実施形態について説明する。本発明の第七の実施形態は、第四の実施形態のコイル駆動部を電流共振回路としたものである。よって以下の第七の実施形態の説明では、第四の実施形態との相違点についてのみ説明し、第四の実施形態と同様の機能構成を有するものには第四の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００９２】
図１６は、第七の実施形態の定着装置を説明する図である。
【００９３】
本実施形態の定着装置１０Ｇでは、コイル駆動部２１０Ａに加熱用コイル２１３と加熱用コイル２１４が直列に接続されており、加熱用コイル２１４と接地との間に共振コンデンサＣ１０が接続されている。また定着装置１０Ｇでは、コイル駆動部２３０Ａに加熱用コイル２３３と加熱用コイル２３４が直列に接続されており、加熱用コイル２３４と接地との間に共振コンデンサＣ３０が接続されている。
【００９４】
本実施形態では、第四の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０、１０Ａ〜１０Ｇ  定着装置
１００  電源電圧
１０２  ＡＣ入力電力検出部
１０３  整流回路
１０４  ＣＰＵ
１１０、１２０  電圧制御回路
２１０、２２０、２３０  コイル駆動部
２１３、２２３、２３３  加熱用コイル
３００  加熱ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９７】
【特許文献１】特開２００６−２０６８１３号公報
【特許文献２】特開２００１−３１２１７８号公報
【特許文献３】特許第１０２１７０７号公報
【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１５】
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【図１６】
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