(57)【要約】【課題】励磁コイルごとのばらつき、又は温度上昇に伴いインダクタンスが変化しても、励磁コイルに供給される出力電力の電力量を一定の値に維持することを可能にする画像形成装置、及び前記画像形成装置に適用される周波数調整装置を提供する。【解決手段】励磁コイル４３の温度と制御信号の周波数ＦＬ１との対応情報に基づいて、温度に応じて電力供給部４６が励磁コイル４３に流す高周波交流電流を変更して、加熱ローラー４１を加熱する画像形成装置１に適用され、励磁コイル４３への出力電力を予め定められた設定値に維持するように制御信号の周波数ＦＬ１を変更する定電力供給部６３と、励磁コイル４３の温度と制御信号の周波数ＦＬ１とを取得する周波数取得部６４と、取得された励磁コイル４３の温度と制御信号の周波数ＦＬ１とに基づいて、前記対応情報を更新する変更部６６を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振型インバーター回路から供給される高周波交流電流によって励磁されることによって被加熱体を加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに関して予め定められた温度と制御信号の周波数との対応情報から前記励磁コイルの温度に対応する前記制御信号の周波数を抽出し、その周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記高周波交流電流を出力させる加熱制御部と、を有する画像形成装置に適用され、
前記加熱制御部による加熱制御が実行されていないタイミングで、前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに出力される電力量を予め定められた設定値に維持するように変更される周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記励磁コイルを励磁する定電力供給部と、
前記定電力供給部によって変化される前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とを取得する周波数取得部と、
前記周波数取得部によって取得された前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とに基づいて、前記加熱制御部により用いられる前記対応情報を変更する変更部と、
を備える周波数調整装置。
【請求項２】
前記対応情報は、前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに供給される複数の電力量の設定値ごとに予め定められており、
前記定電力供給部は、前記複数の電力量の設定値ごとに、前記設定値それぞれの電力量を維持するように前記制御信号の周波数を変更し、
前記周波数取得部は、前記複数の電力量の設定値ごとに、前記画像形成装置の温度取得部から前記励磁コイルの温度を取得し、且つ前記定電力供給部から前記制御信号の周波数を取得し、
前記変更部は、前記複数の電力量の設定値ごとに、前記対応情報を変更する請求項１に記載の周波数調整装置。
【請求項３】
前記周波数取得部によって取得された前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数との対応関係に基づいて、未取得の前記励磁コイルの温度の値と前記制御信号の周波数の値との対応関係を線形補間する補間部を更に備え、
前記変更部は、前記補間部によって補間された前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数と前記対応関係に基づいて、前記対応情報を変更する請求項１又は２に記載の周波数調整装置。
【請求項４】
前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに供給される電力量を検知する電力量検知部を更に備え、
前記定電力供給部は、前記電力量検知部の検知電力量が前記設定値の電力量に一致するように、前記制御信号の周波数を変更する請求項１〜３の何れかに記載の周波数調整装置。
【請求項５】
前記周波数取得部は、前記画像形成装置の温度取得部から取得された前記励磁コイルの温度が予め定められた第１温度から予め定められた第２温度になるまで、前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とを取得する請求項１〜４の何れかに記載の周波数調整装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の周波数調整装置は、
供給された高周波交流電流により励磁し、励磁によって生じる磁束によって前記被加熱体を誘導加熱する前記励磁コイルと、
入力された前記制御信号の周波数に応じた前記高周波交流電流を前記励磁コイルに出力する前記共振型インバーター回路と、
前記励磁コイルの温度を取得する温度取得部と、
前記励磁コイルに関して予め定められた温度と前記制御信号の周波数との前記対応情報から、前記温度取得部によって取得された前記励磁コイルの温度に対応する前記制御信号の周波数を抽出し、その周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記被加熱体を加熱する加熱制御部と、
を備える画像形成装置に適用される。
【請求項７】
供給された高周波交流電流により励磁し、励磁によって生じる磁束によって被加熱体を誘導加熱する励磁コイルと、
入力された制御信号の周波数に応じた前記高周波交流電流を前記励磁コイルに出力する共振型インバーター回路と、
前記励磁コイルの温度を取得する温度取得部と、
前記励磁コイルに関して予め定められた温度と前記制御信号の周波数との対応情報から、前記温度取得部によって取得された前記励磁コイルの温度に対応する前記制御信号の周波数を抽出し、その周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記被加熱体を加熱する加熱制御部と、
前記加熱制御部による加熱制御が実行されていないタイミングで前記加熱制御部により用いられる前記対応情報を更新する更新部と、を備え、
前記更新部は、
前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに出力される電力量を予め定められた設定値に維持するように変更される周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記励磁コイルを励磁する定電力供給部と、
前記定電力供給部によって変化される前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とを取得する周波数取得部と、
前記周波数取得部によって取得された前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とに基づいて、前記対応情報を変更する変更部と、
を備える画像形成装置。
【請求項８】
前記対応情報は、前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに供給される複数の電力量の設定値ごとに予め定められており、
前記加熱制御部は、前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに供給する電力量を低い前記設定値から高い前記設定値に順番に変更して供給するものであり、前記励磁コイルの温度に応じて供給される電力量を前記設定値それぞれの電力量に維持するように前記制御信号の周波数を変更する請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定電力供給部は、前記複数の電力量の設定値ごとに、前記設定値それぞれの電力量を維持するように前記制御信号の周波数を変更し、
前記周波数取得部は、前記複数の電力量の設定値ごとに、前記温度取得部から前記励磁コイルの温度を取得し、且つ前記定電力供給部から前記制御信号の周波数を取得し、
前記変更部は、前記複数の電力量の設定値ごとに、前記対応情報を変更する請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記周波数取得部によって取得された前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数との対応関係に基づいて、未取得の前記励磁コイルの温度の値と前記制御信号の周波数の値との対応関係を線形補間する補間部を更に備え、
前記変更部は、前記補間部によって補間された前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数と前記対応関係に基づいて、前記対応情報を変更する請求項７〜９の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記励磁コイルは、前記被加熱体の近傍に配置されており、
前記温度取得部は、前記被加熱体の温度を検知することによって前記励磁コイルの温度を取得する請求項７〜１０の何れか記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに供給される電力量を検知する電力量検知部を更に備え、
前記定電力供給部は、前記電力量検知部の検知電力量が前記設定値の電力量に一致するように、前記制御信号の周波数を変更する請求項７〜１１の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記周波数取得部は、前記温度取得部から取得された前記励磁コイルの温度が予め定められた第１温度から予め定められた第２温度になるまで、前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とを取得する請求項７〜１２の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記加熱制御部及び前記定電力供給部は、前記温度取得部から取得された前記励磁コイルの温度が前記第１温度から前記第２温度になるまで前記励磁コイルを励磁して前記被加熱体を加熱するものであり、
前記第１温度は、待機状態における前記励磁コイルの待機温度又は非励磁状態における前記励磁コイルの非加熱温度であり、
前記第２温度は、前記励磁コイルにより加熱された前記被加熱体から熱が伝えられるシートの表面に形成されたトナー像を前記シートに定着させる定着温度である請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記共振型インバーター回路は、コイル及びコンデンサが直列に接続された電流共振回路を備え、前記制御信号の周波数に応じてスイッチング素子をスイッチング制御することにより前記電流共振回路を共振させて、前記高周波交流電流を出力する請求項７〜１４の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置内の励磁コイルに供給される交流電流の周波数を変更することが可能な周波数調整装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンター、ファクシミリ等の電子写真印刷方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、シートの表面にトナー像を転写させた後に、定着装置によって、トナーを加熱加圧してトナー像をシートに定着させる。このような定着装置は、ヒーター等の加熱装置により加熱される加熱ローラーと、これに圧接された加圧ローラーとを備えている。
【０００３】
前記加熱装置による前記加熱ローラーの加熱方式として、効率が良く急速な温度上昇が可能な誘導加熱方式がある。この誘導加熱方式では、導電性を有する前記加熱ローラーのローラー面に対向するようにソレノイド状の励磁コイルを配置して、この励磁コイルに交流電流を流して時間的に変化する交番磁界を発生させる。励磁コイルに高周波の交流電流を流すことにより、表皮効果によって前記加熱ローラーの表面に高周波の交番磁界が発生する。発生した交番磁界が前記加熱ローラーに鎖交すると、前記加熱ローラー表面の導電層で電磁誘導作用が生じて起電力が誘導される。誘導された起電力によって前記加熱ローラー表面の導電層に渦電流が流れる。前記加熱ローラー表面の導電層に渦電流が流れると前記加熱ローラーの導電層自身がもつ内部抵抗によってジュール損が発生し、これにより前記加熱ローラーが加熱される。このような誘導加熱方式において、ジュール損による発熱量は励磁コイルに供給される電力量に比例する。
【０００４】
このような誘導加熱方式で励磁コイルに流す高周波の交流電流を発生させるインバーター回路として、電流共振型インバーター回路を用いる方式と電圧共振型インバーター回路を用いる方式とがある。このうち電流共振型インバーター回路は、共振用コイルと共振用コンデンサとを直列接続することによって共振回路が構成されている。このような共振方式では、周波数を変更するためのスイッチング時に生じる電圧又は電流の振動状態を積極的に利用する。共振方式による具体的なスイッチングは、スイッチング素子の電圧値又は電流値がゼロのときにスイッチング素子を切り替えるものであり、ソフトスイッチングと称されている。前記ソフトスイッチングでは、前記スイッチング素子で生じる電力の損失を低減させることができる。また、前記ソフトスイッチングでは、前記スイッチング素子に流す交流電流の周波数を変更することによって、励磁コイルに流れる交流電流の周波数を変更して、前記加熱ローラーに供給する電力量を変更することができる。
【０００５】
しかしながら、電流共振型インバーター回路に電源が投入された直後には、電流共振型インバーター回路では十分な共振エネルギーが確保できない。そのため、電源投入直後は電流値がゼロのときにスイッチングが行えず、前記スイッチング素子で生じるエネルギー損失が著しく増大し、発熱による劣化や熱破壊の恐れがある。また、電源投入直後には、共振用コンデンサへの充電電流の供給、共振用コイルのインダクタンス及び励磁コイルのインダクタンスの影響によって突入電流が流れる恐れがある。そのため、一般的な電流共振型インバーター回路では、電源投入直後は、テーブル制御によって予め定められた周波数の交流電流を流し、徐々に周波数を上げるソフトスタート制御がなされる。しかし、共振用コンデンサの静電容量、共振用コイルのインダクタンス、及び励磁コイルなどの電気的特性は、使用される部品ごとに異なる。そのため、画像形成装置が備える電流共振型インバーター回路に対して一律に定められた周波数の交流電流が供給された場合に、共振用コンデンサ等の電気的特性のばらつきが影響して、画像形成装置ごとに電流共振型インバーター回路から出力される出力電力がばらつくことになる。このような出力電力のばらつきは、画像形成装置ごとに前記加熱ローラーが異なる温度に加熱されるという問題を生じさせる。この問題に対して、特許文献１では、前記スイッチング素子の導通又は遮断を切り替えるタイミングを記載したテーブル値を、算出されたインダクタンス及び入力電圧に基づいて補正する技術が開示されている。また、関連する技術として、特許文献２及び特許文献３には、前記加熱ローラーを加熱させる制御に電圧共振型インバーター回路を適用した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１１７４号公報
【特許文献２】特開２００７−４７５５９号公報
【特許文献３】特開２００３−２２９２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、励磁コイルのインダクタンスは、温度変化の影響を受ける。特に、電源投入直後に前記加熱ローラーの温度を急速に上昇させる場合、励磁コイルの温度も急激に上昇するため、励磁コイルのインダクタンスが急激に変化する。したがって、特許文献１に記載の方法では、励磁コイル自体の温度上昇に伴う励磁コイルのインダクタンスの変化に対して十分な補正をすることができない。また、特許文献２及び特許文献３に記載の方法は、励磁コイル自体の温度上昇に伴う励磁コイルのインダクタンスの変化の影響を含めた補正をすることができない。そのため、ソフトスタート制御の際に目標電力量よりも大きい出力電力が励磁コイルに供給されると、非共振状態で前記スイッチング素子が切り替えられるため、前記スイッチング素子が破壊される可能性がある。一方、ソフトスタート制御の際に目標電力量よりも小さい出力電力が励磁コイルに出力されると、前記加熱ローラーを目標の温度まで加熱するのに時間がかかりすぎる問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、誘導加熱に用いられる励磁コイルごとのインダクタンスにばらつきがあっても、また、励磁コイル自体の温度上昇にともないインダクタンスが変化した場合でも、励磁コイルに供給される出力電力の電力量を一定の値に維持することを可能にする画像形成装置、及び前記画像形成装置に適用される周波数調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の局面に係る周波数調整装置は、励磁コイル及び加熱制御部を有する画像形成装置に適用され、定電力供給部、周波数取得部、及び変更部を備える。前記励磁コイルは、共振型インバーター回路から供給される高周波交流電流によって励磁されることによって被加熱体を加熱する。前記加熱制御部は、前記励磁コイルに関して予め定められた温度と制御信号の周波数との対応情報から前記励磁コイルの温度に対応する前記制御信号の周波数を抽出し、その周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記高周波交流電流を出力させる。前記定電力供給部は、前記加熱制御部による加熱制御が実行されていないタイミングで、前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに出力される電力量を予め定められた設定値に維持するように変更される周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記励磁コイルを励磁する。前記周波数取得部は、前記定電力供給部によって変化される前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とを取得する。前記変更部は、前記周波数取得部によって取得された前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とに基づいて、前記加熱制御部により用いられる前記対応情報を変更する。
【００１０】
また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、励磁コイル、共振型インバーター回路、温度取得部、加熱制御部、及び更新部を備える。また、前記更新部、定電力供給部、周波数取得部、及び変更部を備える。前記励磁コイルは、供給された高周波交流電流により励磁し、励磁によって生じる磁束によって被加熱体を誘導加熱する。前記共振型インバーター回路は、入力された制御信号の周波数に応じた前記高周波交流電流を前記励磁コイルに出力する。前記温度取得部は、前記励磁コイルの温度を取得する。前記加熱制御部は、前記励磁コイルに関して予め定められた温度と前記制御信号の周波数との対応情報から、前記温度取得部によって取得された前記励磁コイルの温度に対応する前記制御信号の周波数を抽出し、その周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記被加熱体を加熱する。前記更新部は、前記加熱制御部による加熱制御が実行されていないタイミングで前記加熱制御部により用いられる前記対応情報を更新する。前記定電力供給部は、前記共振型インバーター回路から前記励磁コイルに出力される電力量を予め定められた設定値に維持するように変更される周波数の前記制御信号を前記共振型インバーター回路に供給して前記励磁コイルを励磁する。前記周波数取得部は、前記定電力供給部によって変化される前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とを取得する。前記変更部は、前記周波数取得部によって取得された前記励磁コイルの温度と前記制御信号の周波数とに基づいて、前記対応情報を変更する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誘導加熱に用いられる励磁コイルごとのインダクタンスにばらつきがあっても、また、励磁コイル自体の温度上昇にともない励磁コイルのインダクタンスが変化した場合でも、励磁コイルに供給される出力電力の電力量を一定の値に維持することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図。
【図２】定着装置及び周波数調整装置の構成を示す図。
【図３】画像形成装置の制御部及び周波数調整装置の制御部の機能ブロック図。
【図４】立ち上げ時に画像形成装置の制御部が実行する段階的加熱処理におけるコイルに供給される電力量、制御信号の周波数、及び加熱ローラーの表面温度との関係の一例を示す図。
【図５】周波数調整装置によって電力量ごとに取得された加熱ローラーの表面温度と制御信号の周波数の対応関係の一例を示す表。
【図６】周波数調整装置によって電力量ごとに取得された加熱ローラーの表面温度と制御信号の周波数の対応関係の一例を示す図。
【図７】周波数調整装置が加熱ローラーの表面温度と制御信号の周波数の値の対応関係を取得する際に、電力が供給される励磁コイルの温度変化の一例を示す図。
【図８】周波数調整装置の制御部が実行する周波数調整処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１４】
［画像形成装置１の概略構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１（本発明の画像形成装置の一例）の概略構成について説明する。
【００１５】
図１に示される画像形成装置１は、プリンター、複写機、ファクシミリ等の各機能を備えた画像形成装置である。この画像形成装置１は、入力された画像データに基づいてトナー等の現像材を用いて印刷用紙Ｓに画像を印刷する。画像形成装置１は、原稿の画像を読み取る画像読取部１０を上部に備え、電子写真方式の画像形成部２２を下部に備える。なお、本実施形態では、本発明の画像形成装置の一例として画像形成装置１を例示して説明するが、これに限られず、例えばプリンター、ファクシミリ装置、複写機も本発明の画像形成装置に該当する。
【００１６】
［画像読取部１０］
画像読取部１０は、原稿載置面を構成するコンタクトガラス１１と、コンタクトガラス１１に対して開閉する原稿カバー２０とを備える。画像形成装置１が複写機として機能する場合は、コンタクトガラス１１に原稿がセットされて原稿カバー２０が閉じられた後に、不図示の操作パネルからコピー開始指示が入力されると、画像読取部１０による読取動作が開始されて、原稿の画像データが読み取られる。画像読取部１０の内部には、ＬＥＤ光源１２１及びミラー１２２を備えた読取ユニット１２、ミラー１３、ミラー１４、光学レンズ１５、及びＣＣＤ１６等の光学系機器が設けられている。モーター等によって読取ユニット１２が副走査方向７へ移動され、その移動中にＬＥＤ光源１２１からコンタクトガラス１１へ向けて照射される光が副走査方向７へ走査され、この反射光がＣＣＤ１６に入力される。これにより、コンタクトガラス１１上の原稿の画像が読み取られる。
【００１７】
なお、原稿カバー２０には、ＡＤＦ２１が設けられている。ＡＤＦ２１は、原稿セット部２１Ａにセットされた複数の原稿を複数の搬送ローラー（不図示）によって順次搬送して、コンタクトガラス１１上に定められた読取位置を副走査方向７の右向きへ通過するように原稿を移動させる。ＡＤＦ２１による原稿の移動時は、前記読取位置の下方に読取ユニット１２が配置され、この位置で読取ユニット１２によって移動中の原稿の画像が読み取られる。
【００１８】
［画像形成部２２］
画像形成部２２は、画像読取部１０で読み取られた画像データ、又は外部の情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。画像形成部２２は、図１に示されるように、給紙カセット１９、感光体ドラム３１、帯電装置３２、現像装置３３、転写装置３４、クリーニングブレード３５、除電装置３６、定着装置４、露光装置３７、及び用紙排出部２９等を備えている。
【００１９】
図１に示されるように、給紙カセット１９は、画像形成部２２の下方に設けられている。本実施形態では３つの給紙カセット１９が上下方向に配置されている。各給紙カセット１９には、複数のシート状の印刷用紙Ｓが積層された状態で収容される。給紙カセット１９に収容された印刷用紙Ｓは、給送ローラー等の給送機構１７によって一枚ずつ取り出された後に、画像形成部２２の内部の搬送路１８を通って転写装置３４へ向けて搬送される。
【００２０】
感光体ドラム３１は、ドラム形状に形成された回転体であり、画像形成部２２の内部のフレーム等に回転可能に支持されている。感光体ドラム３１は、図示しないモーター等の駆動源から駆動力が伝達されて、図１における時計回転方向へ回転駆動される。
【００２１】
感光体ドラム３１の外周面に沿うように、帯電装置３２、現像装置３３、転写装置３４、クリーニングブレード３５、及び除電装置３６の順に配置されている。
【００２２】
帯電装置３２は、感光体ドラム３１の上方において、感光体ドラム３１の外周面に対向するように設けられている。帯電装置３２は、画像形成時に感光体ドラム３１の外周面の感光層を所定の極性の表面電位となるように一様に帯電させる。現像装置３３は、帯電装置３２よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。現像装置３３は、感光体ドラム３１の表面電位よりも低いバイアス電圧が印加された現像ローラーを有している。現像ローラーによって、図示しないトナーコンテナから運ばれたトナーが感光体ドラム３１へ供給される。
【００２３】
露光装置３７は、帯電装置３２と現像装置３３との間から感光体ドラム３１へ向けてレーザービームを照射して、感光体ドラム３１の外周面を露光する。これにより、レーザービームに含まれる画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム３１の外周面に形成される。感光体ドラム３１の外周面にレーザービームが照射されると、その照射された露光部分の電荷が放電し、その露光部分によって静電潜像が形成される。現像装置３３によって感光体ドラム３１にトナーが供給されると、そのトナーは、静電潜像とトナーとの電位差による静電気力によって静電潜像に付着する。
【００２４】
転写装置３４は、現像装置３３よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。転写装置３４は、感光体ドラム３１の下方において、感光体ドラム３１の外周面に対向するように設けられている。転写装置３４は、感光体ドラム３１の外周面に接触して回転する転写ローラーを有している。画像形成時に感光体ドラム３１と転写ローラーとのニップ部に印刷用紙Ｓが挟持された状態になると、感光体ドラム３１のトナー像が印刷用紙Ｓの表面に付着（転写）する。
【００２５】
クリーニングブレード３５は、転写装置３４よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。クリーニングブレード３５は、用紙に転写されずに感光体ドラム３１の外周面上に残存したトナーを除去するものであり、シリコンゴム等によって形成されている。
【００２６】
除電装置３６は、クリーニングブレード３５よりも感光体ドラム３１の回転方向の下流側に設けられている。除電装置３６は、感光体ドラム３１の感光層に残った電荷を除去する。
【００２７】
［定着装置４］
図１に示されるように、定着装置４は、転写装置３４よりも印刷用紙Ｓの搬送方向７Ａの下流側に設けられている。定着装置４は、印刷用紙Ｓに転写されたトナー像をその印刷用紙Ｓに定着させる。定着装置４を通過した印刷用紙Ｓは、用紙排出部２９へ排出される。図２及び図３に示されるように、定着装置４は、加熱ローラー４１（本発明の被加熱体の一例）、加圧ローラー４２、励磁コイル４３（本発明の励磁コイルの一例）温度センサー４４（本発明の温度取得部の一例）、駆動モーター４５、及び電力供給部４６等を備えている。
【００２８】
加熱ローラー４１は、トナー像が転写された印刷用紙Ｓに熱を伝達するものであり、回転可能に支持されている。加熱ローラー４１は、筒状のステンレス鋼等の金属によってローラー形状に形成されている。
【００２９】
加圧ローラー４２は、加熱ローラー４１に対向する位置に圧接して配置されている。加熱ローラー４１と加圧ローラー４２との圧接部分である定着ニップ部４７を通過する印刷用紙Ｓに圧力を加えてトナー像を印刷用紙Ｓに定着させる。加圧ローラー４２は、ステンレス鋼等の円筒型の芯金と、芯金上に形成される例えばシリコン樹脂の弾性層と、弾性層の表面を覆うフッ素樹脂等からなる離型層と、を備える。これによって、加圧ローラー４２は、適正なニップ幅及び適正な圧力で印刷用紙Ｓを加圧することができる。
【００３０】
駆動モーター４５は、加圧ローラー４２に駆動力を付与し、加圧ローラー４２を回転駆動させる。加熱ローラー４１は、定着ニップ部４７で圧接する加圧ローラー４２から駆動力が伝達されて従動する。
【００３１】
励磁コイル４３は、加熱ローラー４１の近傍に設けられており、温度に応じてインダクタンスが変化する。励磁コイル４３は、電力供給部４６から供給された高周波交流電流により励磁し、励磁によって生じる磁束によって加熱ローラー４１を誘導加熱する。なお、励磁コイル４３は、加熱する加熱ローラー４１の表面の近くに配設されるため、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の上昇に応じて、励磁コイル４３の温度も上昇する。
【００３２】
温度センサー４４は、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１を検知して、検知温度を制御部５に出力する。温度センサー４４は、温度の上昇に伴って抵抗が比例的に減少するＮＴＣサーミスターを用いている。温度センサー４４の検出部分は、加熱ローラー４１の搬送方向７Ａの上流側に配置されている。励磁コイル４３が加熱ローラー４１の近傍に配置されているため、温度センサー４４によって検知される加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１は、励磁コイル４３の温度に近似している。そのため、制御部５は、温度センサー４４から加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１を取得することによって、励磁コイル４３の温度を取得することができる。
【００３３】
電力供給部４６は、スイッチング素子を有する電流共振型インバーター回路を備える。前記電流共振型インバーター回路は、励磁コイル４３の両端に接続されるとともに、コンセント等を介して外部の商用交流電源に接続されており、高周波交流電流を励磁コイル４３に供給する。前記電流型インバーター回路は、共振用コイル及び共振用コンデンサが直列に接続されている。前記スイッチング素子は、入力された制御信号の周波数ＦＬ１（本発明の制御信号の周波数の一例）に応じてスイッチング制御されることによって、前記電流共振型インバーター回路に流れる電流を共振させる。これによって、電力供給部４６は、商用交流電源から供給される交流電流の周波数を高い周波数に変更して、励磁コイル４３に供給する高周波交流電流にする。また、電力供給部４６は、前記スイッチング素子に入力される制御信号の周波数ＦＬ１を変更することによって、変更後の高周波交流電流の周波数を変更することができる。励磁コイル４３に流れる高周波交流電流の周波数が変更されると、励磁コイル４３で消費される電力量も変更される。但し、制御信号の周波数ＦＬ１を、共振用コンデンサの静電容量と共振用コイルのインダクタンスにより決まる共振周波数以上にする必要がある。なお、電力供給部４６は、前記共振用コイル及び前記共振用コンデンサが並列に接続されており、電圧を共振させる電圧共振回路が形成されているものでもよい。
【００３４】
電源投入直後において、電力供給部４６の前記スイッチング素子が、電気回路の共振作用を利用してゼロ電流の状態でスイッチング動作を行うためには、前記共振用コイル、前記共振用コンデンサ、及び励磁コイル４３のインピーダンスに応じた電力量にする必要である。そのため、電力量が低い場合には、共振作用を利用することができず、前記スイッチング素子は、電流値がゼロの状態を利用してスイッチング動作を行うことができない。電流値がゼロでないにもかかわらず、前記スイッチング素子がスイッチング動作を行なわせると、前記スイッチング素子の切り替えタイミングで、電圧の印加と電流の供給とが同時に行われる。そのため、切り替えタイミングでのエネルギー損失が著しく増大して、前記スイッチング素子は、発熱による劣化が生じたり、熱破壊が生じたりするおそれがある。そのため、電力供給部４６の前記スイッチング素子は、電源投入直後に、前記スイッチング素子の状態に応じた制御がされる必要がある。
【００３５】
また、電力供給部４６には、電源投入直後の出力電圧の立ち上がりによる突入電流が流れる。この突入電流が大きすぎると電力供給部４６から供給される電流が過剰になり、画像形成装置１や励磁コイル４３で電圧降下が発生し、最悪のケースとして電源が遮断されることがある。突入電流の原因として、電力供給部４６が備える前記共振用コンデンサへの充電電流の供給や前記共振用コイルのインダクタンスの影響等がある。そのため、電力供給部４６は、電源投入直後に、突入電流の影響に応じた制御がされる必要がある。
【００３６】
例えば、図４に示されるように、励磁コイル４３が加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１を１００度〜２００度まで急激に上昇させる場合、電力供給部４６が励磁コイル４３に供給する予め定められた電力量ＷＬ１は、出力電力が低い設定値である２００Ｗから出力電力が高い設定値に順番に変更して、１０００Ｗまでの電力量ＷＬ１を段階的に供給する。その際に、供給される電力量ＷＬ１によって励磁コイル４３の温度が上昇するため、励磁コイル４３のインダクタンスが変化する。インダクタンスが変化するにもかかわらず、供給する電力量ＷＬ１を一定に保つためには、電力供給部４６が励磁コイル４３に供給する電流の周波数ＦＬ１を変更する必要がある。そのため、制御部５は、励磁コイル４３の温度に応じて前記設定値それぞれを維持するように、制御信号の周波数ＦＬ１を変更して、高周波交流電流によって励磁コイル４３を励磁する。電力量ＷＬ１が一定に維持されている場合でも、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の緩やかな上昇に応じて、交流電流の周波数を低下させるために制御信号の周波数ＦＬ１は緩やかに低下させる。なお、図４に示される例は、電力量ＷＬ１を段階的に低い値から高い値に順番に変更するものであるが、これに限るものではない。例えば、電力量ＷＬ１を一定値に維持したまま、取得された励磁コイル４３の温度に応じた制御信号の周波数ＦＬ１を前記スイッチング素子に供給して、出力される高周波交流電流によって励磁コイル４３を励磁して加熱ローラー４１を加熱するものでもよい。図４に示される段階的加熱処理の詳細については、後述する。
【００３７】
［制御部５の構成］
制御部５は、画像形成装置１を統括制御する。図１に示されるように、制御部５は、ＣＰＵ５Ａ、ＲＯＭ５Ｂ、ＲＡＭ５Ｃ、及びＥＥＰＲＯＭ５Ｄ等を主な構成要素とするマイクロコンピュータとして構成されている。なお、制御部５は、集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）等の電子回路で構成されたものであってもよい。
【００３８】
制御部５は、画像形成装置１の内部において、画像読取部１０、ＡＤＦ２１、画像形成部２２、及び給送機構１７等に接続されており、これらの構成要素を制御する。また、図３に示されるように、制御部５は、画像形成部２２に含まれる定着装置４を構成する各要素、具体的には、励磁コイル４３、温度センサー４４、駆動モーター４５、及び電力供給部４６等にも接続されている。ＲＯＭ５Ｂには、画像形成処理を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵ５Ａは、ＲＯＭ５Ｂ内の制御プログラムを実行することによって、制御部５に接続された各要素を制御して、印刷用紙Ｓに画像を印刷する。
【００３９】
本実施形態では、制御部５のＲＯＭ５Ｂに、前記段階的加熱処理を実行するためのプログラム等が記憶されている。ＣＰＵ５Ａは、このプログラムを実行することにより、前記段階的加熱処理を実行する。また、ＣＰＵ５Ａが前記プログラムを実行することにより、前記段階的加熱処理において、制御部５は、加熱制御部５１（本発明の加熱制御部の一例）、記憶処理部５２、駆動制御部５３として機能する（図３参照）。
【００４０】
また、ＥＥＰＲＯＭ５Ｄには、前記段階的加熱処理に用いられる供給する電力量ＷＬ１の値、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の温度値、電力量ＷＬ１それぞれの供給時間の値、及び前記スイッチング素子を制御する制御信号の周波数ＦＬ１の値等の予め定められた設置値が記憶されている。例えば、図５に示されるように、前記段階的加熱処理で使用される電力量ＷＬ１の値ごとに、励磁コイル４３の温度に相当する加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と、前記スイッチング素子を制御する制御信号の周波数ＦＬ１の値との対応情報がＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶されている。図５に示される内容を、電力量ＷＬ１ごとに、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と前記スイッチング素子を制御する制御信号の周波数ＦＬ１の値との関係をグラフにして示したものが図６である。図６から明らかなように、供給する電力量ＷＬ１を一定に保つためには、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が高くなるにつれて、制御部５が電力供給部４６の前記スイッチング素子に供給する制御信号の周波数ＦＬ１を低くする必要がある。これによって、励磁コイル４３に供給する高周波交流電流の周波数を低くする。
【００４１】
記憶処理部５２は、加熱制御部５１の指示により、ＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶された加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と、前記スイッチング素子を制御する制御信号の周波数の値との前記対応情報を加熱制御部５１に出力する。
【００４２】
加熱制御部５１は、検知した加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１に応じた制御信号の周波数ＦＬ１を電力供給部４６の前記スイッチング素子に供給して、前記電流共振型インバーター回路から出力された高周波交流電流によって励磁コイル４３を励磁して加熱ローラー４１を加熱する。
【００４３】
駆動制御部５３は、加熱制御部５１が励磁コイル４３によって加熱ローラー４１を加熱する際に、加熱ローラー４１を回転駆動させる。これにより、加熱ローラー４１の表面が満遍なく加熱される。
【００４４】
［段階的加熱処理］
制御部５は、電源投入又は印刷開始指示等が入力されると、電力供給部４６から励磁コイル４３に供給する電力量ＷＬ１を変更して、励磁コイル４３によって加熱ローラー４１を加熱する。その際に、前記スイッチング素子の発熱、突入電流、ファーストプリント時間等に基づいて組まれたプログラムに基づいて、制御部５は前記段階的加熱処理を実行する。図４に示される例では、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１は、省エネとファーストプリント時間等に基づいて予め定められた待機温度Ｔｅｍｐ１（本発明の第１温度の一例）である１００度から、印刷時にトナーを定着させるための予め定められた定着温度Ｔｅｍｐ２（第２温度の一例）である２００度まで高められる。なお、待機温度Ｔｅｍｐ１は、画像形成装置１が待機状態のときの励磁コイル４３の温度である。定着温度Ｔｅｍｐ２は、励磁コイル４３により加熱される加熱ローラー４１から熱が伝えられる印刷用紙Ｓの表面に形成されたトナー像を印刷用紙Ｓに定着させる温度である。その際に、制御部５は、温度センサー４４によって検知された加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１に基づいて、電力供給部４６を制御する。制御部５が、電力供給部４６に励磁コイル４３に予め定められた時間が経過したときに供給させる電力量は予め定められており、複数の段階的な電力量ＷＬ１である。図４に示される例では、複数の段階的な電力量ＷＬ１は、２００Ｗから１０００Ｗまで２００Ｗごとに定められている。励磁コイル４３のインダクタンスは、温度に応じて変化するため、制御部５は、インダクタンスの変化に応じて電力供給部４６の前記スイッチング素子を制御する制御信号の周波数ＦＬ１を変更させることによって、複数の段階的な電力量ＷＬ１ごとに維持しながら低い電力量の２００Ｗから順番に高い電力量を励磁コイル４３に供給させる。
【００４５】
例えば、図５及び図６に示された電力量の値ごとの温度の値と制御信号の周波数の値との対応関係に基づいて、図４に示される前記段階的加熱処理を、制御部５が実行すると供給する電力量ＷＬ１と制御信号の周波数ＦＬ１の関係は以下のようになる。２００Ｗの一定の電力量ＷＬ１を供給する場合、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が待機温度Ｔｍｅｐ１の１００度から約１１０度まで変化するため、制御部５は、制御信号の周波数ＦＬ１の値を４６．０ＫＨｚから約４５．５ＫＨｚまで変更する。４００Ｗの一定の電力量ＷＬ１を供給する場合、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が約１１０度から約１３０度まで変化するため、制御部５は、制御信号の周波数ＦＬ１の値を４３．５ＫＨｚから約４２．５ＫＨｚまで変更する。６００Ｗの一定の電力量ＷＬ１を供給する場合、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が約１３０度から約１６０度まで変化するため、制御部５は、制御信号の周波数ＦＬ１の値を４０．５ＫＨｚから約３９．０ＫＨｚまで変更する。８００Ｗの一定の電力量ＷＬ１を供給する場合、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が約１６０度から約１８０度まで変化するため、制御部５は、制御信号の周波数ＦＬ１の値を３７．０ＫＨｚから約３６．０ＫＨｚまで変更する。１０００Ｗの一定の電力量ＷＬ１を供給する場合、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が約１８０度から定着温度Ｔｅｍｐ２の２００度まで変化するため、制御部５は、制御信号の周波数ＦＬ１の値を３４．０ＫＨｚから約３３．０ＫＨｚまで変更する。
【００４６】
［周波数調整装置６０の概略構成］
図２及び図３を参照して、本発明の実施形態に係る周波数調整装置６０（本発明周波数調整装置の一例）の概略構成について説明する。周波数調整装置６０は、実際の励磁コイル４３の温度に応じた制御信号の周波数ＦＬ１を電力供給部４６の前記スイッチング素子に供給して、前記電流共振型インバーター回路から供給される高周波交流電流によって励磁コイル４３を励磁して加熱ローラー４１を誘導加熱する画像形成装置１に適用される。周波数調整装置６０は、画像形成装置１のＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶されている励磁コイル４３の温度と制御信号の周波数ＦＬ１との前記対応情報に基づいて制御信号の周波数ＦＬ１を調整するものである。
【００４７】
周波数調整装置６０は、電力量検知部６１（本発明の電力量検知部の一例）及び制御部６２を備える。周波数調整装置６０は、画像形成装置１の励磁コイル４３に高周波交流電流を供給するための制御信号の周波数ＦＬ１を調整する際に、画像形成装置１に電気的に接続して使用される。電力量検知部６１は、画像形成装置１の励磁コイル４３に電力を供給する電力供給部４６に接続される。制御部６２は、画像形成装置１の温度センサー４４、電力供給部４６、及び制御部５に接続される。
【００４８】
電力量検知部６１は、電力供給部４６の前記電流共振型インバーター回路から励磁コイル４３に供給されている電力量ＷＬ１を測定し、測定結果を制御部６２へ出力する。電力量検知部６１は、温度センサー４４から取得した加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が所定の温度になったとき又は所定の検知周期に達したときに、励磁コイル４３に供給される電力量ＷＬ１を測定する。
【００４９】
制御部６２は、周波数調整装置６０を統括制御する。制御部５は、ＣＰＵ６２Ａ、ＲＯＭ６２Ｂ、ＲＡＭ６２Ｃ、及びＥＥＰＲＯＭ６２Ｄ等を主な構成要素とするマイクロコンピュータとして構成されている。なお、制御部６２は、集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）等の電子回路で構成されたものであってもよい。
【００５０】
制御部６２は、周波数調整装置６０の内部において、電力量検知部６１等に接続されている。ＲＯＭ６２Ｂには、周波数調整処理を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵ６２Ａは、ＲＯＭ６２Ｂ内の制御プログラムを実行することによって、制御部６２に接続された画像形成装置１の制御部５に指示をして、画像形成装置１及び周波数調整装置６０を協調して稼働して、前記周波数調整処理を実行する。また、ＣＰＵ６２Ａが前記プログラムを実行することにより、前記周波数調整処理において、制御部６２は、定電力供給部６３（本発明の定電力供給部の一例）、周波数取得部６４（本発明の周波数取得部の一例）、補間部６５（本発明の補間部の一例）、及び変更部６６（本発明の変更部の一例）、として機能する（図３参照）。
【００５１】
定電力供給部６３は、励磁コイル４３への出力電力を予め定められた設定値に維持するように制御信号の周波数ＦＬ１を変更する。定電力供給部６３の加熱制御は、温度センサー４４により取得される加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が待機温度Ｔｅｍｐ１は、から定着温度Ｔｅｍｐ２になるまで励磁コイル４３を励磁して加熱ローラー４１を加熱する。定電力供給部６３の加熱制御は、複数の出力電圧の設定値ごとに、各設定値それぞれを維持するように制御信号の周波数ＦＬ１を変更して行われる。その場合いに、定電力供給部６３は、ＰＩＤ制御などによって電力量検知部６１の検知電力量が設定値に一致するように、制御信号の周波数ＦＬ１を変更する。
【００５２】
例えば、図７に示されるように、定電力供給部６３は、電力供給部４６に、電力量ＷＬ１を一定に保たせながら、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が待機温度Ｔｅｍｐ１から定着温度Ｔｅｍｐ２までの予め定められた複数の温度で制御信号の周波数ＦＬ１の値を取得する。定電力供給部６３は、制御信号の周波数ＦＬ１の値を取得する処理を、予め定め段階的に定められた電力量ＷＬ１（１０００Ｗ、８００Ｗ、６００Ｗ、４００Ｗ、及び２００Ｗ）ごとに繰り返し実行する。タイミングＴ１からタイミングＴ２の加熱期間ＨＴ１に維持される電力量ＷＬ１は、１０００Ｗである。タイミングＴ１１からタイミングＴ１２の加熱期間ＨＴ２に維持される電力量ＷＬ１は、８００Ｗである。タイミングＴ２１からタイミングＴ２２の加熱期間ＨＴ２に維持される電力量ＷＬ１は、６００Ｗである。タイミングＴ３１からタイミングＴ３２の加熱期間ＨＴ４に維持される電力量ＷＬ１は、４００Ｗである。タイミングＴ４１からタイミングＴ４２の加熱期間ＨＴ５に維持される電力量ＷＬ１は、２００Ｗである。また、各加熱期間の間の期間では、定電力供給部６３は、電力供給部４６への制御信号の供給を停止させる。そのため、加熱ローラー４１は加熱されなくなり、温度センサー４４によって検知される加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が定着温度Ｔｅｍｐ２から待機温度Ｔｅｍｐ１にまで低下する。なお、定電力供給部６３による具体的な加熱処理については後述する。
【００５３】
周波数取得部６４は、定電力供給部６３によって変化される励磁コイル４３の温度に相当する加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１を温度センサー４４から取得する。更に、周波数取得部６４は、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１に対応する制御信号の周波数ＦＬ１を取得する。周波数取得部６４は、電力供給部４６が励磁コイル４３に供給する設定された電力量ＷＬ１ごとに、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１と制御信号の周波数ＦＬ１とを取得する。
【００５４】
加熱期間ＨＴ１において、周波数取得部６４は、温度センサー４４から加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１を取得し、定電力供給部６３が電力供給部４６の前記スイッチング素子を制御する制御信号の周波数ＦＬ１の値を取得する（図７の加熱期間ＨＴ１の温度曲線ＶＩＩの黒点部分）。加熱期間ＨＴ１において、周波数取得部６４によって取得された加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値とは、図６における１０００Ｗの温度周波数曲線ＨＬ１の黒点部分に相当する。周波数取得部６４は、加熱期間ＨＴ２、加熱期間ＨＴ３、加熱期間ＨＴ４、及び加熱期間ＨＴ５においても、同様に温度センサー４４から加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値を取得し、定電力供給部６３が電力供給部４６の前記スイッチング素子を制御する制御信号の周波数ＦＬ１の値を取得する。取得された加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との関係は、図６に示されるように、８００Ｗの温度周波数曲線ＨＬ２の黒点部分、６００Ｗの温度周波数曲線ＨＬ３の黒点部分、４００Ｗの温度周波数曲線ＨＬ４の黒点部分、及び２００Ｗの温度周波数曲線ＨＬ５の黒点部分に相等する。なお、周波数取得部６４による具体的な周波数取得処理については後述する。
【００５５】
補間部６５は、周波数取得部６４によって取得された励磁コイル４３の温度に相当する加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１と制御信号の周波数ＦＬ１との対応関係に基づいて、未取得の励磁コイル４３の温度に相当する温度の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との対応関係を線形補間する。例えば、図６に示されるように、周波数取得部６４によって取得された加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との温度周波数曲線ＨＬ１の黒点部分に基づいて、その間の値を線形補間して、未取得の加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値とを対応づけた補間値を得る。線形補間された補間値が、温度周波数曲線ＨＬ１の白点部分である。なお、補間部６５による具体的な補間処理については後述する。
【００５６】
変更部６６は、周波数取得部６４によって取得された励磁コイル４３の温度に相当する加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１と制御信号の周波数ＦＬ１との対応関係に基づいて、画像形成装置１のＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶されている前記対応情報を更新する。その際に、変更部６６は、励磁コイル４３に供給される複数の出力電圧の設定値ごとに、前記対応情報を更新する。さらに、変更部６６は、補間部６５によって線形補間された励磁コイル４３の温度に相当する温度の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との対応関係に基づいて、画像形成装置１のＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶されている前記対応情報を更新する。なお、変更部６６による具体的な変更処理については後述する。
【００５７】
［周波数調整処理］
次に、図８のフローチャートを参照して、制御部６２によって実行される前記周波数調整処理の手順について説明する。図中のＳ１、Ｓ２、・・・は処理手順（ステップ）の番号を表している。各ステップにおける処理は、制御部６２によって、より詳細にはＣＰＵ６２ＡがＲＯＭ６２Ｂ内のプログラムを実行することによって行われる。
【００５８】
以下の説明においては、ステップＳ１の時点で、電力量検知部６１は、画像形成装置１の励磁コイル４３に電力を供給する電力供給部４６に接続され、制御部６２は、画像形成装置１の温度センサー４４及び制御部５に接続されているものとする。
【００５９】
（ステップＳ１）
ステップＳ１では、制御部６２は、温度変化にかかわらず電力供給部４６から励磁コイル４３に供給される電力量ＷＬ１を一定の値に維持するための調整指示が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１において、制御部５は、調整指示が入力されるまで待ち続ける（Ｓ１のＮＯ側）。一方、調整指示が入力されたと判定すると、制御部５は、処理をステップＳ２に移行させる（Ｓ１のＹＥＳ側）。
【００６０】
（ステップＳ２）
ステップＳ２では、制御部６２は、電力供給部４６が励磁コイル４３に供給する電力量ＷＬ１を設定する。図７に示される例では、制御部６２は、電力量ＷＬ１を１０００Ｗに設定する。
【００６１】
（ステップＳ３）
ステップＳ３では、制御部６２は、励磁コイル４３の温度に相当する温度センサー４４から加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１を取得し、取得した加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が待機温度Ｔｅｍｐ１以下になったか否かを判定する。ステップＳ３において、制御部６２は、待機温度Ｔｅｍｐ１以下になるまで待ち続ける（Ｓ３のＮＯ側）。一方、待機温度Ｔｅｍｐ１以下になったと判定すると、制御部６２は、処理をステップＳ４に移行させる（Ｓ３のＹＥＳ側）。
【００６２】
（ステップＳ４）
ステップＳ４では、制御部６２は、電力供給部４６から励磁コイル４３に高周波交流電流を流して、励磁コイル４３に設定された電力量ＷＬ１を供給させる。高周波交流電流が流される励磁コイル４３は、電流が流れることによる抵抗発熱や加熱ローラー４１を誘導加熱することにより発生する熱等によって温度が上昇し、インダクタンスが変化する。仮に、高周波交流電流の周波数が一定であるとすると、温度上昇にともなうインダクタンスの変化によって、励磁コイル４３に供給される電力量が低下することになる。そこで、制御部６２は、電力量検知部６１の検知電力量に基づいて、検知電力量が設定された電力量ＷＬ１を維持するように、制御部５が電力供給部４６の前記スイッチング素子に入力する制御信号の周波数ＦＬ１を変更する。ステップＳ４を実行する制御部６２が本発明の定電力供給部の一例に相当する。
【００６３】
（ステップＳ５）
ステップＳ５では、制御部６２は、温度センサー４４から取得した加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が待機温度Ｔｅｍｐ１から定着温度Ｔｅｍｐ２の間の予め定められた温度になったときに、制御部５が電力供給部４６の前記スイッチング素子に入力する制御信号の周波数ＦＬ１の値を取得する。具体的には、制御部６２は、図７に示されるような温度曲線ＶＩＩの黒点部分に相当する温度の値と周波数の値とを取得する。ステップＳ５を実行する制御部６２が本発明の周波数取得部の一例に相当する。
【００６４】
（ステップＳ６）
ステップＳ６では、制御部６２は、温度センサー４４から取得した加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が定着温度Ｔｅｍｐ２になったか否かを判定する。ステップＳ６において、制御部６２は、定着温度Ｔｅｍｐ２になるまで、ステップＳ４及びステップＳ５を繰り返し実行する（Ｓ６のＮＯ側）。一方、定着温度Ｔｅｍｐ２になったと判定すると、制御部６２は、処理をステップＳ７に移行させる（Ｓ６のＹＥＳ側）。
【００６５】
（ステップＳ７）
ステップＳ７では、制御部６２は、制御部５から電力供給部４６の前記スイッチング素子への制御信号を停止させる。前記スイッチング素子が動作しないため、電力供給部４６による励磁コイル４３へ高周波交流電流が流れなくなり、励磁コイル４３に電力量ＷＬ１が供給されなくなる。
【００６６】
（ステップＳ８）
ステップＳ８では、制御部６２は、予め定められた段階的な電力量ＷＬ１の全ての測定が終了したか否かを判定する。具体的には、図７に示される例では、電力量ＷＬ１の値が１０００Ｗ、８００Ｗ、６００Ｗ、４００Ｗ、２００Ｗの５値について、測定したか否かが制御部６２に判定される。後述するステップＳ９で、設定された電力量ＷＬ１の値が２００Ｗごと引いた値に変更設定されるため、制御部６２は、設定された電力量ＷＬ１の値が２００Ｗか否かを判定する。ステップＳ８において、制御部６２は、全ての電力量ＷＬ１を設定して測定したと判定されると、処理をステップＳ１０へ移行する（ステップＳ８のＹＥＳ側）。一方、全ての電力量ＷＬ１を測定していないと判定すると、制御部６２は、処理をステップＳ９に移行させる（Ｓ８のＮＯ側）。
【００６７】
（ステップＳ９）
ステップＳ９では、制御部６２は、電力供給部４６が励磁コイル４３に供給する電力量ＷＬ１を変更設定して、ステップＳ４に移行する。図７に示される例では、制御部６２は、設定された電力量ＷＬ１の値を２００Ｗ引いた値に設定する。これによって、制御部６２は、電力供給部４６から励磁コイル４３に供給される電力量ＷＬ１を複数の設定量に変更することができ、複数の設定値ごとにステップＳ４及びステップＳ５を実行する。ステップＳ４に移行すると、制御部６２は、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が冷えて、温度センサー４４から取得した加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１が待機温度Ｔｅｍｐ１になるまで待ち続ける。待機温度Ｔｅｍｐ１になってから、制御部６２は、ステップＳ９で変更設定された電力量ＷＬ１に基づく、温度の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との特性を取得する処理をする。
【００６８】
（ステップＳ１０）
ステップＳ８において全ての電力量ＷＬ１を測定したと判定されると（Ｓ８のＹＥＳ側）、ステップＳ１０において、制御部６２は、取得された加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との対応関係に基づいて（図６の黒点部分に相当する）、未取得の温度の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との対応関係を線形補間する（図６の白点部分に相当する）。これによって、制御部６２は、高周波交流電流を変更するために使用される全ての加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値と取得するよりも取得時間を短くすることができる。若しくは、制御部６２は、制御部５の前記段階的加熱処理において、取得した加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との対応関係だけで制御するよりも、高い精度で電力量ＷＬ１を一定に保つことが可能になる。なお、ステップＳ１０を実行する制御部６２が本発明の補間部の一例に相当する。
【００６９】
（ステップＳ１１）
ステップＳ１１において、制御部６２は、制御部５のＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶されている加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の各値に対応する制御信号の周波数ＦＬ１の値を更新して、処理を終了する。制御部６２は、ステップＳ５において電力量ＷＬ１ごとに取得された加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１と制御信号の周波数ＦＬ１の値との対応関係に基づいて、ＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶されている電力量ＷＬ１ごとの加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の各値に対応する制御信号の周波数ＦＬ１の値を更新する。また、制御部６２は、ステップＳ１０によって前記複数の段階的な電力量ＷＬ１ごとに補間された温度の値と制御信号の周波数ＦＬ１の値との対応関係に基づいて、ＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶されている加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１の各値に対応する制御信号の周波数ＦＬ１の値を更新する。ステップＳ１１を実行する制御部６２が本発明の変更部の一例に相当する。
【００７０】
上述したように、本実施形態では、前記周波数調整処理によって、周波数調整装置６０は、画像形成装置１ごとに異なる励磁コイル４３のインダクタンスのばらつきがあっても、また、励磁コイル４３自体の温度上昇にともないインダクタンスが変化した場合でも、励磁コイル４３に供給される出力電力を一定の値に維持することが可能な加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１と制御信号の周波数ＦＬ１との対応関係を取得することができる。また、画像形成装置１は、加熱ローラー４１の表面温度ＴＬ１と制御信号の周波数ＦＬ１との対応関係を用いて前記段階的加熱処理を実行することによって、励磁コイル４３が待機温度Ｔｅｍｐ１から定着温度Ｔｅｍｐ２まで加熱される間、励磁コイル４３に供給される電力量ＷＬ１を一定の値に維持することが可能になる。
【００７１】
本実施形態の説明では、励磁コイル４３が待機温度Ｔｅｍｐ１から定着温度Ｔｅｍｐ２の間で段階的な電力量ＷＬ１で加熱される場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、待機温度Ｔｅｍｐ１の代わりに、励磁コイル４３が未加熱時の室温から定着温度Ｔｅｍｐ２の間で段階的な電力量で加熱するものでもよい。
【００７２】
本実施形態の説明では、画像形成装置１と周波数調整装置６０は、別の装置であり、周波数調整装置６０が前記周波数調整処理を実行する場合に、周波数調整装置６０が、画像形成装置１に接続される場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、画像形成装置１が周波数調整装置６０を内部に備えたものでもよい。この場合、周波数調整装置６０が本発明の更新部に相当する。また、画像形成装置は、電力量検知部６１以外の周波数調整装置６０を備えており、前記周波数調整処理を実行する場合にのみ、電力量検知部６１が接続されるものでもよい。この構成の場合、画像形成装置１は、制御部５に前記周波数調整処理プログラムを追加するだけで、本発明を実現することが可能となる。
【００７３】
周波数調整装置６０は、画像形成装置１が出荷される際、メンテナンスが実行される際、及び励磁コイル４３を調整する調整モードが実行される際などにおいて、画像形成装置１に接続され、前記制御信号の周波数調整を実行する。
【符号の説明】
【００７４】
１：画像形成装置
４：定着装置
５：制御部
５Ａ，６２Ａ：ＣＰＵ
５Ｂ，６２Ｂ：ＲＯＭ
５Ｃ，６２Ｃ：ＲＡＭ
５Ｄ，６２Ｄ：ＥＥＰＲＯＭ
４１：加熱ローラー
４２：加圧ローラー
４３：励磁コイル
４４：温度センサー
４６：電力供給部
５１：加熱制御部
５２：記憶処理部
６０：周波数調整装置
６１：電力量検知部
６２：制御部
６３：定電力供給部
６４：周波数取得部
６５：変更部
６６：補間部
ＷＬ１：電力量
ＦＬ１：制御信号の周波数
ＴＬ１：加熱ローラーの表面温度
【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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