(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、加熱部材が異常温度に達したことを的確に検知でき、加熱部材の回転方向の温度を均一に維持できる定着装置を提供することである。【解決手段】  この発明の定着装置は、誘導加熱により加熱される加熱部材と、この加熱部材に所定の圧力を提供する加圧部材と、加熱部材に所定の磁界を提供する誘導加熱機構を有し、加熱部材の外周面のうち誘導加熱機構により最も発熱される虞のある領域、例えば加熱部材の外周面と誘導加熱機構とが近接する付近、の温度を検出し、この温度が設定される異常温度の範囲である場合、誘導加熱機構に供給される電力を遮断することを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の磁界が供給されることにより発熱する円筒状の加熱部材と、
上記加熱部材に所定の圧力を供給する加圧部材と、
上記加熱部材の外側に配置され、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供する誘導加熱機構とを有し、
上記誘導加熱機構は、中央に電線の配置されない窓部を有するコイルを少なくとも１つ含み、
前記コイルは、上記窓部の両側に配置され、上記加熱部材の軸方向に平行な電線からなる平行電線部と、上記窓部をはさんで向かい合って配置される平行電線部分をつなぐ折り返し電線部とを含み、
異常温度検知機構は、上記コイルの窓部に配置され、加熱部材の温度が異常温度に達すると上記コイルに供給される電力を遮断することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
上記加熱部材は、内側に断熱発泡層を、外側に弾性層および離型層を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
上記加熱部材が回転していることを検知し、回転検知信号を出力する回転検出機構と、
上記コイルに所定の電力を供給する指示信号を出力する主制御機構と、
上記回転検知信号および上記指示信号が入力されると、上記コイルに所定の電力を供給する加熱誘導制御機構とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
所定の磁界が提供されることにより発熱する円筒状の加熱部材と、
上記加熱部材に所定の圧力を供給する加圧部材と
上記加熱部材と所定の間隔を有して配置され、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供する誘導加熱機構とを有し、
上記誘導加熱機構は、上記加熱部材の外側に上記加熱部材の軸方向に一列に並べて配置され、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供するコイルを少なくとも２以上含み、
上記加熱部材の外側のうち上記コイルとコイルの継ぎ目領域に配置され、加熱部材の温度が異常温度に達すると上記コイルに供給される電力を遮断する異常温度検知機構を有することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
所定の磁界が供給されることにより発熱する円筒状の加熱部材と、
上記加熱部材に所定の圧力を供給する加圧部材と、
上記加熱部材の外側に配置され、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供する誘導加熱機構とを有し、
上記誘導加熱機構は、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供するコイルを含み、
上記加熱部材の外周面と上記コイルとの間の温度を検出する温度検知部と、この温度検知部の熱を伝達するヒートパイプ部と、このヒートパイプ部からの熱を上記加熱部材から所定距離離れた位置で検出でき、この検出結果に基づき上記加熱部材の異常温度に達すると上記コイルに供給される電力を遮断する異常温度検知機構を有し、
上記温度検知部は、上記加熱部材に近接あるいは接触して配置されることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載され、用紙上の現像剤像を定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置たとえば電子複写機は、加熱により溶融された現像剤像を圧力を加えることで用紙に定着させる定着装置を有している。
【０００３】
定着装置の加熱部材を加熱する方法として、誘導加熱方式がある。誘導加熱方式は、コイルに所定の電力を供給して磁界を発生させ、その磁界によって生じる渦電流によるジュール熱で加熱部材に所定の熱を発生させる方式である。
【０００４】
例えば、加熱部材と用紙が接触する領域が分割される加熱領域と向かい合い配置されているコイルを、用紙のサイズに応じて所定の数のコイルに分割して加熱部材の外側に配置する誘導加熱方式を用いた定着装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、複数の励磁コイルを有し、第１の励磁コイルに供給される電流量に応じて、第１の励磁コイル以外の励磁コイルに供給される電流量を制御する誘導加熱方法を用いた定着装置が開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
さらにまた、加熱部材の外側に配置され、加熱部材により加熱される用紙のサイズに応じて、加熱部材と用紙が接触する領域が分割される加熱領域と向かい合い配置されている複数のコイルを有し、この複数のコイルにそれぞれ独立して電流を供給する誘導加熱方式を用いた定着装置が開示されている（特許文献３参照）。
【０００７】
上述した３つの公報に示されるような誘導加熱方式を利用した定着装置では、発熱効率の非常に良い加熱部材は、温度上昇が非常に速いため、回転していない状態で加熱されると、励磁コイルと向かい合っている近傍が局所的に発熱する虞がある。
【０００８】
また、誘導加熱方法により発熱する加熱ローラにより加熱される定着ベルトと、この定着ベルトの回転方向の移動を検知する検知手段とを有する定着装置が開示されている（特許文献４参照）。
【０００９】
さらに、通過する用紙と接触するベルトのうち、加熱部材により加熱される位置と、加圧部材とともに用紙に所定の圧力を提供する位置とが離れている定着装置において、このベルトが回転した後、加熱部材による誘導加熱が開始されることが開示されている（特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００１−２３５９６２号公報
【特許文献２】特開２０００−２０６８１３号公報
【特許文献３】特開平７−２９５４１４号公報
【特許文献４】特開２００２−４０８３９号公報
【特許文献５】特開２００２−８２５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、加熱部材が異常温度まで上昇したことを検知する検知手段には、励磁コイルによって局所的に発熱する虞のある所定の位置の温度を検知できることが要求されている。
【００１１】
しかし、加熱部材の内側が埋まっている等によりこの内側に励磁コイルおよび異常温度を検知する検知手段が配置できない定着装置において、局所的に発熱する虞のある所定の位置、たとえばコイルと加熱部材の間、に温度検出手段を配置することは、物理的に困難であるという問題がある。
【００１２】
また、この内側が詰まっている加熱部材を使用する定着装置では、異常温度を検知する異常温度検知手段が励磁コイルの近傍に配置されることにより、励磁コイルから加熱ローラに均一に磁界が提供されず、加熱部材の回転方向において温度が均一に維持されない問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、加熱部材が異常温度に達したことを的確に検知でき、加熱部材の回転方向の温度を均一に維持できる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、所定の磁界が供給されることにより発熱する円筒状の加熱部材と、上記加熱部材に所定の圧力を供給する加圧部材と、上記加熱部材の外側に配置され、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供する誘導加熱機構とを有し、上記誘導加熱機構は、中央に電線の配置されない窓部を有するコイルを少なくとも１つ含み、前記コイルは、上記窓部の両側に配置され、上記加熱部材の軸方向に平行な電線からなる平行電線部と、上記窓部をはさんで向かい合って配置される平行電線部分をつなぐ折り返し電線部とを含み、異常温度検知機構は、上記コイルの窓部に配置され、加熱部材の温度が異常温度に達すると上記コイルに供給される電力を遮断することを特徴とする定着装置を提供するものである。
【００１５】
また、この発明は、所定の磁界が提供されることにより発熱する円筒状の加熱部材と、上記加熱部材に所定の圧力を供給する加圧部材と上記加熱部材と所定の間隔を有して配置され、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供する誘導加熱機構とを有し、上記誘導加熱機構は、上記加熱部材の外側に上記加熱部材の軸方向に一列に並べて配置され、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供するコイルを少なくとも２以上含み、上記加熱部材の外側のうち上記コイルとコイルの継ぎ目領域に配置され、加熱部材の温度が異常温度に達すると上記コイルに供給される電力を遮断する異常温度検知機構を有することを特徴とする定着装置を提供するものである。
【００１６】
さらに、この発明は、所定の磁界が供給されることにより発熱する円筒状の加熱部材と、上記加熱部材に所定の圧力を供給する加圧部材と、上記加熱部材の外側に配置され、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供する誘導加熱機構とを有し、上記誘導加熱機構は、所定の電力が供給されることにより上記加熱部材に上記所定の磁界を提供するコイルを含み、上記加熱部材の外周面と上記コイルとの間の温度を検出する温度検知部と、この温度検知部の熱を伝達するヒートパイプ部と、このヒートパイプ部からの熱を上記加熱部材から所定距離離れた位置で検出でき、この検出結果に基づき上記加熱部材の異常温度に達すると上記コイルに供給される電力を遮断する異常温度検知機構を有し、上記温度検知部は、上記加熱部材に近接あるいは接触して配置されることを特徴とする定着装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したとおり、本願発明の定着装置は、加熱ローラのコイルの継ぎ目部分における温度低下を防ぐことにより、加熱ローラの長手方向における温度分布を均一にできる。これによって、良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について詳細に説明する。    
図１は、本発明の定着装置の一例を示す。また、図２（ａ），（ｂ）および図３（ａ），（ｂ）は、この定着装置に設けられるコイル体（誘導加熱機構）と異常温度検知機構の一例を示す。さらに、図４は、この定着装置に適用可能な誘導加熱制御回路の構成を示す。    
図１に示されるように、定着装置は、被転写材すなわち用紙ＰのトナーＴが付着している面に接触可能で、トナーＴおよび用紙Ｐを加熱する加熱部材（加熱ローラ）２と、加熱ローラ２に所定の圧力を与える加圧部材（加圧ローラ）３とを有する。
【００１９】
加熱ローラ２は、所定の圧力で変形しない金属性（高剛性）のシャフトである芯金２ａと、この芯金２ａのまわりに順に配置される発泡ゴム層（スポンジ）２ｂと、金属導電層２ｃと、ソリッドゴム層２ｄおよび離型層２ｅを有する。なお、発泡ゴム層（スポンジ）２ｂは５ｍｍ、金属導電層２ｃは４０μｍ、ソリッドゴム層２ｄは２００μｍおよび離型層２ｅは３０μｍの厚さにそれぞれ形成され、加熱ローラ２は直径４０ｍｍ程度であることが好ましい。また、金属導電層２ｃは、導電性材料（たとえばニッケル，ステンレス鋼，アルミニウム，銅，ステンレス鋼とアルミニウムの複合材等）等により形成される。
【００２０】
加圧ローラ３は、所定の圧力で変形しない金属性（高剛性）のシャフトである芯金３ａと、この芯金３ａのまわりに設けられるシリコンゴム３ｂ、フッ素ゴム３ｃ等を含み、直径４０ｍｍであることが好ましい。    
加圧ローラ３は、加圧機構４からの圧力を受けることで、加熱ローラ２に所定の圧力を提供する。この圧力により加圧ローラ３との間に一定のニップ幅を維持しながら接触している加熱ローラ２は、駆動モータ（図示せず）により矢印方向（ＣＷ）に回転される。加熱ローラ２の回転に伴い、加圧ローラ３が矢印方向（ＣＣＷ）に回転される。
【００２１】
加熱ローラ２の外側には、加熱ローラ２の金属導電層２ｃに所定の磁界を提供するコイル体（誘導加熱機構）５，６が、加熱ローラ２の外側に、外周面と所定の間隔を有して配置されている。    
このコイル体５，６に所定の電流あるいは電圧が供給されると、所定の磁界を発生させる。このコイル体５，６からの磁界により、加熱ローラ２の金属導電層２ｃに渦電流が発生し、ジュール熱が発生する。この加熱ローラ２からの熱により溶融されたトナーＴは、トナーＴが付着している用紙Ｐが加熱ローラ２と加圧ローラ３の接触部（ニップ部）を通過し、加圧ローラ３により所定の圧力が加えられることで用紙Ｐに定着される。
【００２２】
加熱ローラ２の周囲には、加熱ローラ２と加圧ローラ３の接触位置（ニップ部）から回転方向の順に、用紙Ｐを加熱ローラ３から剥離するための剥離用ブレード７と、加熱ローラ２の周面上にオフセット防止用の離型剤（例えばシリコーン油等）を塗布する離型剤塗布装置８が配置される。また、加熱ローラ２の長手方向の所定の位置に、加熱ローラ２の周面付近の温度を検知するためのサーミスタ９ａ，９ｂが配置される。本実施の例では２つのサーミスタ９ａ，９ｂを用いたが、３つ以上でもよい。    
コイル体５，６の付近には、加熱ローラ２の温度が異常温度に達するとコイル５，６に供給される電流あるいは電圧を遮断する異常温度検知機構（サーモスタット）１０が配置されている。
【００２３】
次に、図２（ａ），（ｂ）を用いて、図１に示す定着装置に適用可能なコイル体（誘導加熱機構）５，６および異常温度検知機構の一例について説明する。    
図２（ａ）は、図１の矢印Ｐ方向から見た図であり、図２（ｂ）は、図１の矢印Ｑ方向から見た図である。    
図２（ａ），（ｂ）に示されるように、コイル体５は、加熱ローラ２の中央領域（用紙Ｐの通過する頻度の高い領域）と向かい合う位置に配置され、コイル体６は、コイル体５と加熱ローラ２の軸方向に一列に並んだ状態で、加熱ローラ２の両方の端領域と向かい合う位置に配置される。このコイル体６は、加熱ローラ２の一方の端に配置されるコイル体６１と、加熱ローラ２の他の一方の端に配置されるコイル体６２を含み、コイル体６１，６２は直列に接続され、電気的にひとつのコイルである。よって、以下、コイル体６１，６２の両方を説明するときは、コイル体６として説明し、同じ構成要件については、同じアルファベット等を付して説明する。
【００２４】
コイル体５は、電線が架空の軸に巻かれ所定の形状（例えばドーナツ状）に形成される励磁コイル５ａと、この励磁コイル５ａの電線の上に配置される磁性体コア５ｂを有する。架空の軸を含む励磁コイル５ａの中心部分には、電線の存在しない空間部（以下窓部と記す）５ｃが形成され、磁性体コア５ｂも配置されない。すなわち、励磁コイル５ａは、図２（ａ）に示されるように、磁性体コア５ｂが配置され平行に伸びる電線からなる平行電線部分と、一方の平行電線部分と架空の軸等（窓部５ｃ）をはさんで向かい側に配置される他の平行電線部分とをつなぐ折り返し電線部分とを含む。
【００２５】
同様にして、コイル体６１，６２（コイル体６）は、それぞれ電線が架空の軸に巻かれ所定の形状（例えばドーナツ状）に形成される励磁コイル６１ａ，６２ａ（励磁コイル６ａ）と、この励磁コイル６１ａ，６２ａの電線の上に配置される磁性体コア６１ｂ，６２ｂをそれぞれ有する。架空の軸を含む励磁コイル６１ａ，６２ａの中心部分には、電線の存在しない空間部（窓部）６１ｃ，６２ｃが形成される。すなわち、励磁コイル６１ａ，６２ａは、図２（ａ）に示されるように、磁性体コア６１ｂ，６２ｂが配置され平行に伸びる電線からなる平行電線部分と、一方の平行電線部分と架空の軸等（窓部６１ｃ，６２ｃ）をはさんで向かい側に配置される他の平行電線部分とをつなぐ折り返し電線部分とを含む。なお、磁性体コア６１ｂ，６２ｂは、磁性体コア５ｂと同様に窓部６１ｃ，６２ｃを除いて、平行電線部分に配置できる。
【００２６】
なお、励磁コイル５ａ，６ａの電線としては、表面が絶縁処理された複数の電線を束ねたリッツ線を用いる。このリッツ線により形成される励磁コイル５ａ，６ａは、交流電流が供給された場合であっても有効に磁界を発生できる。本実施の形態においては、表面を耐熱性のポリアミドイミドを用いて絶縁処理された直径０．５ｍｍの銅線材を１６本束ねたリッツ線を用いる。
【００２７】
また、励磁コイル５ａ，６１ａ，６２ａの電線の巻き数は、磁性体コア５ｂ，６１ｂ，６２ｂを備えることにより少なくできる。コイル体５，６は、上に説明したような形状に形成されることで集中的に磁束を発生でき、局部的に加熱ローラ２の所定の領域を加熱できる。
【００２８】
この励磁コイル５ａ，６ａは、架空の軸がそれぞれ加熱ローラ２の外周面と垂直に交わるように配置されると、加熱ローラ２の外周面には励磁コイル５ａ，６ａの電線が一定の間隔を有して配置される領域（以下コイル領域と記す）２−５ａ，２−６１ａ，２−６２ａと、電線が配置されない窓部５ｃ，６１ｃ，６２ｃが位置され、周りに電線が配置される領域（以下窓部領域と記す）２−５ｃ，２−６１ｃ，２−６２ｃが形成される。よって、図２（ａ）のような方向から加熱ローラ２を見た場合、窓部領域２−５ｃ，２−６１ｃ，２−６２ｃには電線が配置されないため、加熱ローラ２の表面が見える。
【００２９】
この窓部領域２−５ｃには、加熱ローラ２の温度を検知し、検知された温度が異常温度に達している場合、励磁コイル５ａ，６１ａ，６２ａに供給される電力を遮断する異常温度検知機構（サーモスタット）１０が所定の間隔を有して配置される。なお、この異常温度とは、定着に要求される温度の範囲（通常温度）より高い温度であって、定着装置に搭載される他の部材が誤動作する、あるいは加熱ローラ２と加圧ローラ３が停止し、励磁コイルに電流が供給され続けた場合の上限温度として定義される。
【００３０】
従って、サーモスタット１０は、周りを囲んでいる励磁コイル５ａから提供される磁界により加熱ローラ２の窓部領域２−５ｃから発生する熱を検知できる。また、窓部領域２−５ｃは、励磁コイル５ａから提供される磁界により熱を発生するコイル領域２−５ａからの熱が伝達される。このため、たとえ加熱ローラ２が停止し、コイル領域２−５ａが局部的に発熱し、異常温度に達した場合であっても、最も温度の高くなるコイル領域２−５ａと近い値の温度を検知できる。
【００３１】
サーモスタット１０は、この異常温度を検知すると、励磁コイル５ａ，６ａに供給されている電力を遮断する。
【００３２】
また、サーモスタット１０は、図３（ａ）に示されるように、周りを囲んでいる励磁コイル５ａからの磁界が提供されることを防ぐ磁場遮蔽材１０Ａを有していてもよい。この磁場遮蔽材１０Ａにより、たとえば、サーモスタット１０が、励磁コイル５ａからの磁界の影響を受けて、誘導加熱（誘導電流）により温度が上昇し、真の値が検知できなくなる等の誤動作を防止できる。なお、磁場遮蔽材１０Ａは、図３（ｂ）に示すように、サーモスタット１０と加熱ローラ２の外周面とが向かい合っている部分を除き、サーモスタット１０の励磁コイルと向かい合う面等を覆う形状を有することが好ましい。
【００３３】
このように、異常温度検知機構（サーモスタット１０）をコイルの窓部に配置することで、異常温度検知機構のスペースを励磁コイルのスペースと兼ねられ、加熱ローラ２の外側周辺におけるスペースを有効に利用できる。
【００３４】
なお、図２（ａ）に示した例では、サーモスタット１０は、励磁コイル５ａの窓部５ｃに配置されているが、本願発明はこれに限られず、励磁コイル６１ａ，６２ａの窓部６１ｃ，６２ｃのいずれか一方に配置されてもよい。また、２つのサーモスタットは、窓部５ｃと６１ｃあるいは窓部５ｃとに設けられてもよい。
【００３５】
次に、図４をいて、図１に示される定着装置に適用可能な誘導加熱制御回路の構成、およびこの定着装置を動作させる方法について説明する。この誘導加熱制御回路は、コイル電流制御回路２００と、整流回路２５と、商用交流電源２６と、入力電力モニタ２７と、ＣＰＵ２８と、サーミスタ３１，３２を有する。なお、商用交流電源２６は、本発明の定着装置を動作させる電力を提供する電源であって、この定着装置を備える複写機等に供給される電力の一部である。
【００３６】
コイル電流制御回路２００は、上に説明した励磁コイル５ａ，６１ａ，６２ａを含む。
【００３７】
第１の共振回路は、並列に接続される励磁コイル５ａと共振用のコンデンサ２１とを含む。さらに、第１のインバータ回路は、直列に接続される第１の共振回路とスイッチング素子２３を含む。
【００３８】
また、第２の共振回路は、並列に接続される励磁コイル６ａと共振用のコンデンサ２２と含み、この励磁コイル６ａは、励磁コイル６１ａ，６２ａが直列に接続された電気的に１つコイルである。さらに、第２のインバータ回路は、直列に接続される第２の共振回路とスイッチング素子２４とを含む。なお、スイッチング素子２３，２４としては、高耐圧・大電流で利用可能なＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等が用いられる。
【００３９】
この第１，２のインバータ回路には、整流回路２５によって平滑化された商用交流電源２６からの直流電流が供給される。なお、整流回路２５と商用交流電源２６との間には、サーモスタット１０と、商用交流電源２６から提供される電流および電圧の積である入力電力ＰＩがモニタされる入力電力モニタ２７が接続されている。
【００４０】
入力電力モニタ２７は、商用交流電源２６と接続されるトランス（変圧器）２７ａと、トランス２７ａから送伝される入力電力ＰＩを検出する入力電力検出回路２７ｂを含む。入力電力検出回路２７ｂはＣＰＵ２８と接続され、トランス２７ａにより検出された入力電力ＰＩの情報がフィードバックされる。
【００４１】
ＣＰＵ２８は、駆動回路２９，３０と接続され、駆動回路２９は、スイッチング素子２３の制御端子と接続され、駆動回路３０は、スイッチング素子２４の制御端子と接続される。この駆動回路２９，３０がＣＰＵ２８により動作されると、励磁コイル５ａ，６ａには高周波電流が流れ、所定の磁界を発生させる。この所定の磁界が加熱ローラ２に提供されることにより、加熱ローラ２に渦電流が発生し、励磁コイル５ａにより加熱ローラ２の所定領域２Ａ（中央領域）と、励磁コイル６ａにより加熱ローラ２の所定領域２Ｂ（端領域）から、それぞれ熱が発生する。加熱ローラ２の所定領域２Ａ，２Ｂ付近には、加熱ローラ２の表面温度を検知するためのサーミスタ３１，３２が配置される。
【００４２】
サーミスタ３１，３２は、検知した加熱ローラ２の表面温度を、温度検出信号（電圧値）としてＣＰＵ２８に出力する。この温度検出信号に応じてＣＰＵ２８は、動作させる駆動回路２９，３０を選択的に切り替えることができる。たとえば、サーミスタ３１の温度がサーミスタ３２の温度に比べて所定温度低くなった場合、加熱ローラ中央部２Ａを加熱させるため、励磁コイル５ａが接続されている駆動回路２９を駆動させる。また、サーミスタ３２の温度がサーミスタ３１の温度に比べて所定温度低くなった場合、加熱ローラ端部２Ｂを加熱させるため、励磁コイル６ａが接続されている駆動回路３０を駆動させる。よって、加熱ローラ２の中央領域２Ａと端領域２Ｂとが交互に加熱される。
【００４３】
なお、サーミスタ３１，３２は、窓部５ｃ，６１ｃ，６２ｃに配置されてもよい。また、図４に示した加熱ローラ２を発熱させるための誘導加熱制御回路は、上に説明する構成に限られず、スイッチング素子２３，２４に供給される駆動電圧の周波数をそれぞれ独立に変化させるハーフブリッジダイプの回路やあるいは準Ｅ級回路等、また、駆動回路としてＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  変調）を用いるものであってもよい。
【００４４】
次に、図４に示した誘導加熱制御回路を参照して定着装置を動作させる方法の一例を説明する。
【００４５】
ＣＰＵ２８は、所定の割合（時間の比率）で交互に励磁コイル５ａ，６ａに電流あるいは電圧（以下この電流と電圧の積であるコイル出力電力と記す）を供給するように、駆動回路２９，３０に指示する。例えば、駆動回路２９により励磁コイル５ａに電力が供給される時間を２、駆動回路３０により励磁コイル６ａに電力が供給される時間を１とし、用紙Ｐがより多く通過する加熱ローラ２の中央部が加熱される時間比率を大きくする。駆動回路２９，３０は、ＣＰＵ２８により指示される所定のタイミングおよび周波数で、スイッチング素子２３，２４の制御端子に、ＯＮ／ＯＦＦ信号としての駆動電圧を交互に供給する。
【００４６】
たとえば、駆動電圧が供給された一方のスイッチング素子２３がＯＮすると、駆動電圧が供給されない他の一方のスイッチング素子２４はＯＦＦする。
【００４７】
スイッチング素子２３がＯＮされると、整流回路２５から励磁コイル５ａに、駆動電圧の周波数に応じた所定の電力（本実施の例では周波数２０〜５０ｋＨｚの範囲の高周波数電流を含む）が供給される。励磁コイル５ａは、供給された電力に応じた磁界を発生させる。この磁界が提供されることにより、励磁コイル５ａ付近の加熱ローラ２の所定領域２Ａには渦電流が流れ、加熱ローラ２はジュール熱により発熱する。なお、駆動回路３０によりスイッチング素子２４がＯＮされたときも、同様にして、加熱ローラ２の所定領域２Ｂが発熱する。
【００４８】
ところが、定着装置に加熱ローラ２が停止する等の異常が生じると、励磁コイル５ａの電線と向かい合う加熱ローラ２の外周面のコイル領域２−５ａが、局所的に異常温度に上昇する虞がある。
【００４９】
サーモスタット１０は、上に説明したように、周りを囲んでいる励磁コイル５ａから提供される磁界により発熱する加熱ローラ２の外周面の温度を検知できる。
【００５０】
よって、サーモスタット１０は、励磁コイル５ａにより発熱される加熱ローラ２の外周面のうち最も温度の高いコイル領域２−５ａと近い条件の領域の温度を検知できる。すなわち、サーモスタット１０は、コイル領域２−５ａの温度を検知する応答速度と同じ程度に、早い応答速度で加熱ローラ２の温度を熱伝導により検知できる。
【００５１】
加熱ローラ２が異常温度まで発熱すると、サーモスタット１０は、加熱ローラの異常温度を検知し、商用交流電源２６から整流回路２５に供給される電力を遮断する。
【００５２】
なお、定着装置の動作方法はこれに限られず、例えば、加熱ローラ２と加圧ローラ３の間を通過する用紙Ｐのサイズに応じて、加熱ローラ２の中央領域に配置される励磁コイル５ａと、加熱ローラ２の端領域に配置される６ａとに電力を供給するタイミングを選択的に切り替えることにより、加熱ローラ２の表面を均一に発熱できる。
【００５３】
具体的には、Ａ４サイズ，Ａ３サイズ等の長い方の辺が加熱ローラ２の長手方向と平行に通過されている場合や、加熱ローラ２の長手方向の通紙領域と同じ長さの一辺を有するフルサイズ紙が通過されている場合は、加熱ローラ２の中央に位置する励磁コイル５ａと端に位置する励磁コイル６ａに、ともに概ね等しい割合で電力が供給される。
【００５４】
一方、はがき等の小サイズ紙が通過されている場合や、Ａ４サイズの短い方の辺が加熱ローラ２の長手方向と平行に通過されている場合は、中央に位置するコイル５ａに電力が供給される割合を、端に位置するコイル６ａに電力が供給される割合よりも増やす。
【００５５】
また、例えば動作モードに応じて各コイル５ａ，６ａに供給されるコイル出力電力（両コイル５ａ，６ａに供給される電流と電圧の積）の最大値を変化させる場合は、スイッチング素子２３，２４に供給される駆動電圧の周波数を２０〜５０ｋＨｚの範囲で制御することにより、コイル出力電力は７００Ｗ〜１５００Ｗの範囲で変化できる。
【００５６】
また、図４に示す誘導加熱制御回路にさらに回転検知機構を設けることにより、加熱ローラが異常温度まで発熱することを防止し、定着装置の安全性をより高めることができる。
【００５７】
図５に示されるように、加熱ローラ２の所定の位置には、加熱ローラ２の回転を検知できる回転検知機構３３が配置される。
【００５８】
回転検知機構３３は、例えば、加熱ローラ２の金芯２ａ（シャフト）等に固定されたパルス板（ＦＧプレート）３３ａが加熱ローラ２に回転に伴い回転されることを、定着装置１の所定の位置に固定されるフォトセンサ３３ｂにより検出することにより、加熱ローラ２の回転を検知できる。なお、回転検知機構３３はこれに限られず、加熱ローラ２の外周面の所定の位置にあるマーキングを、光検知手段等を用いて加熱ローラ２の回転を検知するものであってもよい。
【００５９】
この回転検知機構３３は、出力端子が駆動回路２９と接続されるＡＮＤ回路３４の入力端子と、出力端子が駆動回路３０と接続されるＡＮＤ回路３５の入力端子と接続されている。ＡＮＤ回路３４，３５は、さらに入力端子側がＣＰＵ２８と接続される。
【００６０】
よって、ＡＮＤ回路３４は、回転検知機構３３から出力される回転検知信号と、ＣＰＵ２８から出力される駆動回路２９を駆動する指示信号（以下励磁制御信号と記す）とが入力されると、駆動回路２９を駆動させる信号（以下駆動信号と記す）を出力する。この駆動信号が入力された駆動回路２９は、スイッチング素子２３をＯＮさせ、励磁コイル５ａには所定の電力が供給される。
【００６１】
同様に、ＡＮＤ回路３５は、回転検知機構３３から出力される回転検知信号と、ＣＰＵ２８から出力される駆動回路３０を駆動する励磁制御信号が入力されると、駆動回路３０を駆動させる駆動信号を出力する。この駆動信号が入力された駆動回路３０は、スイッチング素子２４をＯＮさせ、励磁コイル６１ａ，６２ａには所定の電力が供給される。
【００６２】
すなわち、励磁コイル５ａ，６１ａ，６２ａには、加熱ローラ２が回転していると電力が供給され、加熱ローラ２が停止していると電力が供給されない。
【００６３】
よって、たとえＣＰＵ２８あるいはサーミスタ９ａ，９ｂにトラブルが生じたとしても、回転ローラ２は、回転を伴わなければ励磁コイル５ａ，６ａにより加熱されない。従って、加熱ローラ２の外周面が局所的に異常温度まで発熱することを防止でき、定着装置１の安全性が従来に比べ大きく高まる。
【００６４】
また、さらに安全性を高めるために、加圧ローラ３の外周面に近接する所定の位置に、加圧ローラ３の温度を検知する温度検知機構（サーミスタ）３６を設けてもよい。回転検知信号と励磁制御信号が、ＡＮＤ回路３４あるいはＡＮＤ回路３５のいずれか一方に入力されているとき、加圧ローラ３の温度は、回転する加熱ローラ２からの熱伝導により、所定の範囲で上昇する。すなわち、このサーミスタ３６からの加圧ローラ３の温度の情報に基づき、サーミスタ３６から出力される加圧ローラ３の温度が所定の範囲に上昇している場合は、加熱ローラ２は回転しており、加圧ローラ３の温度が上昇しない場合は、加熱ローラ２は回転していないと判断できる。
【００６５】
これに起因して、ＣＰＵ２８に、加圧ローラ３の温度が所定の範囲に上昇している場合に限り、ＡＮＤ回路３４あるいはＡＮＤ回路３５のいずれか一方に励磁制御信号が出力されるように設定する。これにより、たとえば加熱ローラ２が回転していないにもかかわらず、回転検知信号がＡＮＤ回路３１あるいはＡＮＤ回路３２に入力されてしまう等の誤動作が生じた場合であっても、励磁制御信号が出力されないため、励磁コイル５ａ，６１ａ，６２ａには電力が供給されない。
【００６６】
よって、たとえ回転検知機構３３あるいはサーミスタ９ａ，９ｂにトラブルが生じたとしても、加熱ローラ２は、回転していなければ励磁コイル５ａ，６ａにより加熱されない。従って、加熱ローラ２の外周面が、局所的に異常温度まで発熱することを防止できる。
【００６７】
さらに、回転検知機構３３は、加熱ローラ２の回転速度を検知するものであってもよい。この検知結果がフィードバックされることで、ＣＰＵ２８は加熱ローラ２の回転速度を一定に維持できる。よって、加熱ローラ２と加圧ローラ３の間を通過する用紙に、適切な画像が形成される。
【００６８】
次に、図６を用いて、図２（ａ），（ｂ）を用いて説明したコイル体５，６とサーモスタット１０の異なる例を説明する。なお、図６は、図１の矢印Ｐ方向から見た図である。また、図２（ａ），（ｂ）と同じ構成についての詳細な説明は省略する。
【００６９】
図６に示されるように、加熱ローラ２の外側には、加熱ローラ２の中央領域（用紙Ｐの通過する頻度の高い領域）を加熱するコイル体１０５と、加熱ローラ２の両方の端領域を加熱するコイル体１０６（１６１，１６２）とが、加熱ローラ２の軸方向に一列で配置される。
【００７０】
コイル体１０５は、電線が架空の軸に巻かれ所定の形状に形成される励磁コイル１０５ａと、この励磁コイル１０５ａの上に配置され窓部１０５ｃを覆う磁性体コア１０５ｂを有する。
【００７１】
同様にして、コイル体１６１，１６２（コイル体１０６）は、それぞれ電線が架空の軸に巻かれ形成される励磁コイル１６１ａ，１６２ａ（励磁コイル１０６ａ）と、この励磁コイル１６１ａ，１６２ａの上に配置され、窓部１６１ｃ，１６２ｃをそれぞれ覆う磁性体コア１６１ｂ，１６２ｂをそれぞれ有する。
【００７２】
この励磁コイル１０５ａ，１０６ａの架空の軸がそれぞれ加熱ローラ２の外周面と垂直に交わるように配置されると、励磁コイル５ａ，６１ａの間の継ぎ目領域Ｗ１１の所定領域に、加熱ローラ２の表面が見える領域が形成される。この継ぎ目領域Ｗ１１の所定位置には、加熱ローラ２の温度を検知し検知された温度が異常温度に達している場合、励磁コイル１０５ａ，１６１ａ，１６２ａに供給される電力を遮断する異常温度検知機構（サーモスタット）１１０が配置される。
【００７３】
同様にして、励磁コイル５ａ，６２ａの間の継ぎ目領域Ｗ１２のうち、加熱ローラ２の表面が見える領域が形成され、この継ぎ目領域Ｗ１２の所定位置に、サーモスタット１１１が配置できる。なお、サーモスタット１１０，１１１は、励磁コイルに近接して配置されることが好ましい。
【００７４】
従って、サーモスタット１１０，１１１は、より速い応答速度で加熱ローラ２の温度を熱伝導により検知できる。これは、例えば励磁コイル１０５ａの電線と加熱ローラ２との間等の磁界が持続的に提供される領域の付近にサーモスタット１１０，１１１が配置されることにより、応答速度も適度に確保されるためである。よって、たとえ加熱ローラ２が停止し局部的に発熱した場合であっても、加熱ローラ２の外周面のうち最も温度の高くなる領域の温度上昇の異常を検知できる。
【００７５】
また、２つのサーモスタット１１０，１１１を備えることにより、どちらか一方が故障等により機能しない場合であっても、他の一方が異常温度を検知できる。また、いずれか一方のみであっても、加熱ローラ２の外周面のうち最も温度の高くなる領域の温度上昇の異常を検知できることは言うまでもない。
【００７６】
また、サーモスタット１１０に、励磁コイル５ａ，６１ａからの磁界が提供されることを防ぐ磁場遮蔽材１１０Ａを、サーモスタット１１１に、励磁コイル５ａ，６２ａからの磁界が提供されることを防ぐ磁場遮蔽材１１１Ａを設けてもよい。
【００７７】
次に、図７を用いて図２（ａ），（ｂ）を用いて説明したコイル体５，６とサーモスタット１０のさらに異なる例を説明する。なお、図７は、図１の矢印Ｐ方向から見た図である。また、図２（ａ），（ｂ）と同じ構成についての詳細な説明は省略する。
【００７８】
図７に示されるように、加熱ローラ２の外側には、加熱ローラ２の中央領域（用紙Ｐの通過する頻度の高い領域）を加熱するコイル体２０５と、加熱ローラ２の両方の端領域を加熱するコイル体２０６（２６１，２６２）とが、加熱ローラ２の軸方向に一列で配置される。
【００７９】
コイル体２０５は、電線が架空の軸に巻かれて所定の形状（例えば台形状）に形成される励磁コイル２０５ａと、この励磁コイル２０５ａの上に配置される磁性体コア２０５ｂを有する。励磁コイル２０５ａは、例えば図７に示されるように、磁性体コア２０５ｂが配置され、加熱ローラ２の軸方向に平行に伸びる電線からなる平行電線部分と、一方の平行電線部分と架空の軸をはさんで向かい側に配置される他の平行電線部分とをつなぐ折り返し電線部分とを含む。この折り返し電線部分は、平行電線部分と所定の角度で交わる（すなわち台形の平行でない辺の）第１，２の直線部とを含む。
【００８０】
コイル体２６１は、一方の端に隣り合う励磁コイル２０５ａの一方の折り返し電線部分、すなわち第１の直線部、に応じて形成される第３の直線部を有する励磁コイル２６１ａと、この励磁コイル２６１ａの上に配置される磁性体コア２６１ｂを含む。同様に、コイル体２６２は、一方の端に隣り合う励磁コイル２０５ａの他の一方の折り返し電線部分、すなわち第２の直線部、に応じて形成される第４の直線部を有する励磁コイル２６２ａと、この励磁コイル２６２ａの上に配置される磁性体コア２６２ｂを含む。なお、励磁コイル２０５ａは、図７に示されるような台形状のもの限られず、たとえば第１，２の直線部が平行である平行四辺形状に形成されてもよい。
【００８１】
励磁コイル２６１ａは、励磁コイル２０５ａとの間に距離Ｌ１を確保して配置される。この励磁コイル２０５ａ，２６１ａの間には、加熱ローラ２の温度を検知し、検知された温度が異常温度に達している場合、励磁コイル２０５ａ，２６１ａ，２６２ａに供給される電力を遮断するサーモスタット２１０が配置される。  同様にして、励磁コイル２６２ａは、励磁コイル２０５ａとの間に距離Ｌ２を確保して配置される。この励磁コイル２０５ａ，２６２ａの間には、サーモスタット２１１が配置される。なお、サーモスタット２１０、２１１は、励磁コイルに近接して配置されることが好ましい。
【００８２】
従って、サーモスタット２１０，２１１は、例えば励磁コイル２０５ａの電線と加熱ローラ２との間等の磁界が持続的に提供される領域の付近に配置されるため、より速い応答速度で加熱ローラ２の温度を熱伝導により検知できる。よって、たとえ加熱ローラ２が停止し局部的に発熱した場合であっても、最も温度の高くなる領域の温度上昇の異常を検知できる。
【００８３】
また、たとえば、内側に励磁コイルを配置できない図１に示すような加熱ローラ２を備える定着装置においても、異常温度検知機構の配置されるスペース（加熱ローラ２の外側に配置される励磁コイルの占有領域）は、一列に配置される励磁コイルが使用する加熱ローラ２の軸方向に分割された所定の領域に抑えることができる。
【００８４】
また、軸方向と直交する方向で分割された領域のうち、励磁コイルの継ぎ目部分Ｗ２１には、励磁コイルに所定の電力が供給された場合、励磁コイル２０５ａ，２６１ａから磁界が提供される領域を含む。同様にして、励磁コイルの継ぎ目部分Ｗ２２には、励磁コイルに所定の電力が供給された場合、励磁コイル２０５ａ，２６２ａから磁界が提供される領域を含む。
【００８５】
よって、コイルの継ぎ目部分Ｗ２１，Ｗ２２では、隣り合う励磁コイルからそれぞれ磁界が提供される領域が重なり合っている（オーバーラップしている）ため、温度低下を防ぐことができ、加熱ローラ２の長手方向の温度分布を均一にできる。
【００８６】
なお、サーモスタット２１０，２１１には、それぞれ磁場遮蔽材２１０Ａ，２１１Ａを設けてもよい。また、異常温度検知機構としてサーモスタット２１０を利用しサーモスタット２１１は取り除かれる場合、励磁コイル２０５ａ，２６２ａは、近接して配置されることが好ましい。
【００８７】
さらに、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて、図２（ａ），（ｂ）を用いて説明したコイル体５，６とサーモスタット１０の異なる例を説明する。なお、図８（ａ）は、加熱ローラ２と異常温度検知機構との関係を示す概略図であって、図８（ｂ）は、図８（ａ）の矢印Ｐ方向から見た図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）の矢印Ｑ方向から見た図である。また、図２（ａ），（ｂ）と同じ構成についての詳細な説明は省略する。
【００８８】
図８（ｂ）に示されるように、加熱ローラ２の外側には、加熱ローラ２の中央領域（用紙Ｐの通過する頻度の高い領域）を加熱するコイル体３０５と、加熱ローラ２の両方の端領域を加熱するコイル体３０６（３６１，３６２）が配置される。
【００８９】
また、この加熱ローラ２の一方の端領域を加熱するコイル体３６１は、加熱ローラ２の長手方向で用紙Ｐが通過する領域Ｒ１の一部と、加熱ローラ２の長手方向で用紙Ｐが通過されない領域（非通紙領域）Ｒ２の一部と、向かい合って配置され、他の一方の端領域を加熱するコイル体３６２は、加熱ローラ２の長手方向で用紙Ｐが通過する領域Ｒ１の一部と、加熱ローラ２の長手方向で用紙Ｐが通過されない領域（非通紙領域）Ｒ３の一部と、向かい合って配置される。
【００９０】
コイル体３０５は、電線が架空の軸に巻かれ所定の形状（例えばドーナツ状）に形成される励磁コイル３０５ａと、この励磁コイル３０５ａの上に配置される磁性体コア３０５ｂを有する。また、コイル体３６１，３６２（コイル体３０６）は、それぞれ電線が架空の軸に巻かれ所定の形状（例えばドーナツ状）に形成される励磁コイル３６１ａ，３６２ａ（励磁コイル３０６ａ）と、この励磁コイル３６１ａ，３６２ａの上に配置される磁性体コア３６１ｂ，３６２ｂをそれぞれ有する。
【００９１】
励磁コイル３６２ａと非通紙領域Ｒ３の間には、異常温度検知機構（ヒートパイプタイプ）３１０の一部が近接あるいは接して配置される。
【００９２】
異常温度検知機構３１０は、加熱ローラ２の外周面と励磁コイル３６２ａの電線との間に加熱ローラ２の外周面に近接あるいは接して配置される第１の導電性部材３１１と、この第１の導電性部材７１からの熱を加熱ローラ２から離れた位置に伝えるヒートパイプ３１２と、このヒートパイプ３１２からの熱が伝達される第２の導電性部材３１３と、この第２の導電性部材３１３の温度を検知し、検知された温度が異常温度に達している場合、励磁コイル３０５ａ，３６１ａ，３６２ａに供給される電力を遮断する異常温度検知部３１４を有する。
【００９３】
第１の導電性部材３１１は、熱伝導率の高い材料（例えば銅，アルミニウム，銀等を含む材料）により構成される。また、第１の導電性部材３１１は、加熱ローラ２を発熱させるための誘導加熱により発熱しにくい材料、すなわち誘導加熱に用いる励磁コイルから発生される磁束の浸透深さの深い材料、を含んでもよい。従って、励磁されたコイルからの多くの磁束は第１の導電性部材３１１を通過するため、第１の導電性部材３１１は発熱しない。
【００９４】
第２の導電性部材３１３は、熱伝導性が非常に高く、励磁コイル３６２ａからの磁界により発熱しない材料（例えば銅，アルミニウム，銀等を含む材料）により構成される。
【００９５】
なお、第１の導電性部材３１１と、ヒートパイプ３１２と、第２の導電性部材３１３は、一体的に形成できる。
【００９６】
励磁コイル３０５ａ，３６１ａ，３６２ａに所定の電力が供給され加熱ローラ２が発熱すると、第１の導電性部材３１１は、加熱ローラ２からの放射熱により、加熱ローラ２の表面と概ね等しい温度に加熱される。異常温度検知部３１４が配置可能な所定の位置に配置される第２の導電性部材３１３は、ヒートパイプ３１２を用いた熱伝達により、第１の導電性部材３１１の温度を保持する。よって、第２の導電性部材３１３からの放射熱が提供される異常温度検知部３１４は、加熱ローラ２から離れたところであっても第１の導電性部材３１１の温度、すなわち加熱ローラ２の外周面と概ね等しい温度、を検知できる。
【００９７】
従って、異常温度検知部３１４は、加熱ローラ２の近傍に配置される必要がなく、異常温度検知部３１４、励磁コイル３０５ａ，３６１ａ，３６２ａは、それぞれ配置される場所が制限されない。
【００９８】
ここで、加熱ローラ２が異常温度まで発熱した場合、加熱ローラ２と励磁コイル３６２ａの間に配置される第１の導電性部材３１１は、より早い応答速度で加熱ローラ２の温度を検知できる。この温度は、ヒートパイプ３１２および第２の導電性部材３１３を伝わって、異常温度検知部３１４により検知される。異常温度を検知した異常温度検知部３１４は、励磁コイル３０５ａ，３６１ａ，３６２ａに供給されている電力を遮断する。
【００９９】
よって、たとえ加熱ローラ２が停止した場合であっても、異常温度検知部３１４は、早い応答速度で加熱ローラ２に近接している第１の導電性部材３１１の温度と概ね等しい温度を検知できるので、加熱ローラ２が局所的に発熱することを防止できる。
【０１００】
なお、第１の導電性部材３１１を加熱ローラ２と接触させると、第１の導電性部材３１１は、より早い応答時間で加熱ローラ２の表面温度を検知できる。
【０１０１】
また、第１の導電性部材３１１の配置位置は、これに限られず、たとえば用紙Ｐが通過する領域Ｒ１であってもよい。この場合、第１の導電性部材３１１は、加熱ローラ２の外周面と接触しないことが好ましい。
【０１０２】
また、熱の伝達の遅れによる異常温度検知部３１４の応答時間のずれが生じる場合は、加熱ローラ２が異常温度に達したとき励磁コイル３０５ａ，３６１ａ，３６２ａに供給される電力を遮断できるような、加熱ローラ２の異常温度より低い温度を、異常温度検知部３１４で異常温度としての遮断される温度レベルに設定すればよい。
【０１０３】
次に、本発明の定着装置に適用できる異常温度検知方法の異なる例について説明する。
【０１０４】
図９は、本発明の定着装置に適用可能な誘導加熱制御回路の異なる例を示す。
【０１０５】
図９に示されるように、誘導加熱制御回路には、上に説明した例と同様、加熱ローラ２の外側には、加熱ローラ２の中央領域と向かい合い配置されるコイル体４０５と、加熱ローラ２の両方の端領域と向かい合う位置に配置されるコイル体４０６（４６１，４６２）が接続される。コイル体４０５，４６１，４６２は、それぞれ励磁コイル４０５ａ，４６１ａ，４６２ａを有する。
【０１０６】
この励磁コイル４０５ａ，４６１ａ，４６２ａを含むコイル電流制御回路３００は、図４に示す誘導加熱制御回路と同様に、コンデンサ２１とスイッチング素子２３を含み、励磁コイル４０５ａに電力を供給する第３のインバータ回路と、コンデンサ２２とスイッチング素子２４を含み、励磁コイル４６１ａ，４６２ａに電力を供給する第４のインバータ回路を含む。第３，４のインバータ回路は、それぞれ駆動回路２９，３０と接続されている。
【０１０７】
さらに、コイル電流制御回路３００は、整流回路２５を介して商用交流電源２６と接続され、入力電力モニタ２７あるいはサーミスタ３１，３２からの入力に基づき駆動回路を駆動できるＣＰＵ２８と接続されている。
【０１０８】
なお、この誘導加熱制御回路の構成は、図４の回路から異常温度検知機構１０を取り除いたものであり、詳細な説明は省略する。
【０１０９】
この第３，４のインバータ回路は、それぞれの励磁コイルとコンデンサによる共振を利用し、効率よく励磁コイルに高周波電流を供給する自励式発振回路である。
【０１１０】
以下、この自励式発振回路の動作を説明する。
【０１１１】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、第３のインバータ回路の等価回路ＥＣを示し、この等価回路ＥＣに流れる電流を説明する図である。また、図１０（ａ），（ｂ）は、この第３のインバータ回路の等価回路ＥＣに流れる電流と時間との関係を示す参考図である。
【０１１２】
図１０（ａ），（ｂ）に示されるように、第３のインバータ回路の等価回路ＥＣには、ＣＰＵ２８によりＯＮ／ＯＦＦされるスイッチング素子２３のＯＮ時間（Ｏ−Ｐ時間）の長さに応じた所定の周波数を有する電流が流れる。なお、この周波数は１周期が時間Ｏ−Ｒである。
【０１１３】
図１１（ａ）に示すように、時間Ｏ−Ｐにおいて、ＯＮ状態のスイッチング素子２３と励磁コイル４０５ａには、電源ＰＷからの電流が矢印Ａのように流れる。スイッチング素子２３がＯＦＦすると、スイッチング素子２３に流れていた電流は、図１１（ｂ）に示されるとおり、矢印Ｂのように共振コンデンサ２１に流れ、共振コンデンサ２１は時間Ｐ−Ｑで充電される。
【０１１４】
充電された共振コンデンサ２１は、図１１（ｃ）に示されるように、放電を開始する。放電状態の共振コンデンサ２１には、矢印Ｃのような逆向きの電流が流れ、時間Ｑ−Ｒ経過すると、電圧はゼロになる。しかし、この逆向きの電流は急に止まれず、スイッチング素子２３のダイオード２３ａに流れ込み、時間Ｒ−Ｓの間、図１１Ｄの矢印Ｄに示すように流れる。
【０１１５】
そして、再びスイッチング素子２３がＯＮすると、励磁コイル４０５ａには所定の電流が流れる。この周期Ｏ−Ｓが繰り返されることにより、加熱ローラ２は、所定の磁界が提供され、発熱する。なお、時間Ｐにおいて、励磁コイル４０５ａを流れる電流の値Ｘ１はピーク電流値である。このピーク電流値Ｘ１は、前に説明した入力電力モニタ２７によりモニタされる入力電力ＰＩが、ＣＰＵ２８にフィードバックされることで、算出できる。また、この入力電力ＰＩは、励磁コイル４０５ａから提供される磁界により発熱する加熱ローラ２の熱出力（Ｗ）に基づき決定される。
【０１１６】
この加熱ローラ２の熱出力とは、励磁コイル４０５ａに流れる所定の値の電流に応じて発生する磁界により、渦電流が流れる加熱ローラ２が発熱する際の熱エネルギーであって、たとえば、入力電力モニタ２７によりモニタされる入力電力ＰＩから誘導加熱により浪費される所定エネルギーを差し引いたエネルギーで定義される。
【０１１７】
よって、入力電力ＰＩをモニタすることにより、励磁コイル４０５ａのピーク電流値Ｘ１を算出し、加熱ローラ２が発熱する際のエネルギーに基づく加熱ローラ２の温度を検出できる。
【０１１８】
また、励磁コイル４０５ａと加熱ローラ２は、所定の磁気特性（磁気的な結合）を有し、この磁気特性により、励磁コイル４０５ａに供給される電流のピーク電流値Ｘ１と周波数および電圧は決まっている。なお、この磁気特性は、加熱ローラ２の透磁率および抵抗率、励磁コイル４０５ａのターン数（巻き数）、磁性体コア４０５ｂの配置位置等により初期的に決まっている。
【０１１９】
しかし、加熱ローラ２が異常温度まで上昇されると、加熱ローラ２からの放射熱により、励磁コイル４０５ａが所定の温度まで加熱され、加熱された励磁コイル４０５ａの磁気特性は、加熱される以前と異なる磁気特性に変化する。すなわち、この磁気特性は、温度依存性を有する。
【０１２０】
図１０（ｂ）は、加熱ローラ２が異常温度まで発熱することにより、磁気特性が変化した励磁コイル４０５ａに流れる電流と時間との関係を示す。なお、１０（ａ），（ｂ）は、設定される加熱ローラ２の熱出力が９００Ｗであるとき、励磁コイル４０５ａに流れる電流と時間との関係を示す。
【０１２１】
図１０（ｂ）に示されるように、加熱ローラ２が異常温度に上昇したことにより磁気特性の変化した励磁コイル４０５ａには、ピーク電流値Ｘ１よりも大きいピーク電流値Ｘ２の電流が流れる。また、この電流の周波数も、周期Ｏ−Ｓよりも長い１周期Ｏ´−Ｓ´と変化する。すなわち、周波数は減少する。
【０１２２】
よって、ＣＰＵ２８は、励磁コイル４０５ａに供給される所定の電流の周波数の値応じて設定される設定値に基づき、入力電力モニタ２７からフィードバックされる入力電力ＰＩすなわちピーク電流値、が所定の範囲に保持されていない場合は、加熱ローラ２が異常温度に上昇していると判断できる。なお、この設定値（閾値）は、励磁コイル４０５ａと加熱ローラ２の磁気特性に応じた所定の範囲を有する周波数とピーク電流値であって、ＣＰＵ２８の記憶部に記憶されている。例えば、加熱ローラ２の熱出力７００Ｗの場合、励磁コイル４０５ａに流れる電流のピーク電流値は５５Ａで、周波数は２６ｋＨｚ、熱出力９００Ｗの場合ピーク電流値は６０Ａで周波数は２３ｋＨｚ、熱出力１２００Ｗの場合ピーク電流値は６５Ａで周波数は２１ｋＨｚ等である。
【０１２３】
例えば、設定される加熱ローラ２の熱出力が９００Ｗで、加熱ローラ２の温度が約１５０度であるとき、図１０（ａ）に示されるように、励磁コイル４０５ａは、流れる電流のピーク電流値Ｘ１は５０Ａである。しかし、加熱ローラ２が異常温度（例えば３００度）まで上昇し、磁気特性が変化すると、励磁コイル４０５ａに６０Ａのピーク電流値Ｘ２の電流が流れる。このピーク電流値の変化を入力電力モニタ２７からフィードバックされる入力電力ＰＩより算出し、図１０（ｂ）に示される周波数が減少したこと、すなわち加熱ローラ２に供給される熱出力が増加していることをＣＵＰ２８が発見できる。
【０１２４】
加熱ローラ２に供給される熱出力の増加を発見すると、ＣＰＵ２８は、励磁コイル４０５ａに供給される電力を停止する。
【０１２５】
また、図１０（ａ），（ｂ）に示されるように、励磁コイル４０５ａに供給される電流の周波数は、スイッチング素子２３のＯＮ時間を検知することにより算出できる。また、この周波数は、スイッチング素子２３のＯＮ時間と、共振コンデンサ２１の共振時間をあわせた値で定義される。
【０１２６】
ＣＰＵ２８は、このスイッチング素子２３のＯＮ時間を検出するためのタイマー２８ｂと接続されている。また、ＣＰＵ２８と接続されている記憶部２８ａには、励磁コイル４０５ａと磁性体コア４０５ｂが有する磁気特性に応じたスイッチング素子２３のＯＮ時間および共振コンデンサ２１の共振時間の設定される閾値が記憶されている。
【０１２７】
よって、ＣＰＵ２８は、検出されるスイッチング素子２３のＯＮ時間と予め設定される閾値を比較し、ＯＮ時間が閾値より長い場合、周波数が減少した判断できる。この周波数が、例えば上に説明したような設定値以下になると、ＣＰＵ２８は、励磁コイル４０５ａに供給される加熱ローラ２が異常温度まで上昇されるための電力を遮断する。
【０１２８】
よって、たとえ加熱ローラ２が停止した場合であっても、加熱ローラ２が異常温度まで上昇するための電力が励磁コイル４０５ａに供給されないため、加熱ローラ２が局部的に発熱することを防止できる。
【０１２９】
また、異常温度検知機構を使用することなく加熱ローラ２の異常検出でき、定着装置１の安全性が従来に比べ大きく高めることができる。
【０１３０】
なお、励磁コイル４０６ａに対しても、同様の異常温度検知方法が適用できることは言うまでもない。
【０１３１】
また、本実施の例は、励磁コイル４０５ａ，４０６ａを保持する磁性体コア４０５ｂ，４０６ｂが、加熱ローラ２の放射熱で加熱されることにより、磁気特性が変化することを利用した異常温度検知方法を適用できる。
【０１３２】
磁性体コア４０５ｂ，４０６ｂは、加熱ローラ２が異常温度まで発熱した場合、所定のキュリー点を通過すると磁気飽和するため磁気特性が変化するコア材料を用いて構成される。
【０１３３】
このキュリー点は、加熱ローラ２が設定される通常の温度の範囲で発熱しているときは通過されないように、この通常の温度の範囲を超えたときの磁性体コア４０５ｂ，４０６ｂの温度を評価し、この通常であるときの磁性体コア４０５ｂ，４０６ｂの温度の範囲を少し超える温度であることが好ましい。
【０１３４】
加熱ローラ２の温度が設定される通常の温度範囲を超えると、キュリー点を通過し磁気飽和された磁性体コア４０５ｂ，４０６ｂは、励磁コイル４０５ａ，４０６ａとの磁気特性が変化する。これにより、励磁コイル４０５ａ，４０６ａに流れる電流の値（ピーク電流値）が変化する。この電流値の変化は、上に説明したように入力電力モニタ２７からフィードバックされる入力電力ＰＩを上に説明したような設定値と参照することによりＣＰＵ２８で検知される。
【０１３５】
この電流値の変化による励磁コイル４０５ａと磁性体コア４０５ｂの磁気特性の変化を発見すると、ＣＰＵ２８は、励磁コイル４０５ａに供給される電力を停止する。
【０１３６】
よって、たとえ加熱ローラ２が停止した場合であっても、加熱ローラ２が異常温度まで上昇するための電力が励磁コイル４０５ａに供給されないため、加熱ローラ２が局部的に発熱することを防止できる。
【０１３７】
また、異常温度検知機構を使用することなく加熱ローラ２の異常検出でき、定着装置１の安全性が従来に比べ大きく高めることができる。
【０１３８】
なお、以上説明したような定着装置、定着装置に設けられる励磁コイル、定着装置の制御方法は任意に組み合わせ可能である。
【０１３９】
以上説明したとおり、本願発明の定着装置は、加熱ローラのコイルの継ぎ目部分における温度低下を防ぐことにより、加熱ローラの長手方向における温度分布を均一にでき、良好な画像を得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】この発明の実施の形態が適用可能な定着装置を説明する概略図。
【図２】図１に示す定着装置に設けられる誘導加熱機構の一例を説明する概略図。
【図３】図１に示される定着装置に設けられる誘導加熱機構の他の例を説明する概略図。
【図４】図１に示される定着装置に適用可能な誘導加熱制御回路の構成を説明する概略図。
【図５】図１に示される定着装置に適用可能な他の誘導加熱制御回路の構成を説明する概略図。
【図６】図１に示される定着装置に設けられる誘導加熱機構の他の例を説明する概略図。
【図７】図１に示される定着装置に設けられる誘導加熱機構の他の例を説明する概略図。
【図８】図１に示される定着装置に設けられる誘導加熱機構の他の例を説明する概略図。
【図９】図１に示される定着装置に適用可能な他の誘導加熱制御回路の構成を説明する概略図。
【図１０】図９に示されるインバータ回路の等価回路に流れる電流と時間との関係を示す参考図。
【図１１】図９に示されるインバータ回路の等価回路に流れる電流を説明する図。
【符号の説明】
【０１４１】
２…加熱ローラ、３…加圧ローラ、５，６…誘導加熱機構、９ａ，９ｂ…サーミスタ、１０…サーモスタット、２８…主制御機構（ＣＰＵ）、３３…回転検出機構、３４，３５…加熱誘導制御機構、３１０，３１４…異常温度検知機構、３１１…温度検知部、３１２，３１３…ヒートパイプ部。
【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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