(57)【要約】【課題】  誘導加熱コイルでの振動や騒音等の発生を阻止すると共に、画像形成装置内における定着装置に課せられた電流制限下で採り得る最大電流を確保しつつ、加熱部材を効率よく加熱すること及び加熱部材の温度の変動を最小限に抑制することが可能な通電制御を実現すること。【解決手段】  加熱ローラと、複数に分割された誘導加熱コイルと、加熱ローラを加熱するために複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有する誘導加熱定着装置において、複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルとを有し、通電制御手段は、第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、何れか一方を選択する判定部（ステップＳ３）を有すること。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と、複数に分割された誘導加熱コイルと、前記加熱部材を加熱するために前記複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有する誘導加熱定着装置において、
前記複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルとを有し、
前記通電制御手段は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、何れか一方を選択する判定部を有すること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、
前記複数の誘導加熱コイルに供給される駆動電流は同一の電流値であることを特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項３】
請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、
前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、
前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとにより検出された検出温度に基づき、前記判定部は、前記第１の誘導加熱コイル又は前記第２の誘導加熱コイルを選択すること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項４】
請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、
前記通電制御手段は、前記隣接する誘導加熱コイルの一方に供給される駆動電流の立ち下がり時に、他方に供給される駆動電流を立ち上げるように、それぞれの誘導加熱コイルへの駆動電流の供給を制御すること、を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項５】
請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、
前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、
前記通電制御手段は、前記各温度センサによる検出温度の変化率に応じて、前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間を調整するように制御を行うこと、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項６】
請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、
前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、
前記通電制御手段は、予め定められた目標温度と前記各温度センサによる検出温度との温度差に応じて、前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間の割合を調整するように制御すること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項７】
加熱部材と、複数に分割された誘導加熱コイルと、前記加熱部材を加熱するために前記複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有する誘導加熱定着装置において、
前記複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルを有し、
前記通電制御手段は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給している場合は、前記第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給しないように制御するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給している場合は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給しないように制御すること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項８】
トナー像を担持する像担持体と前記像担持体に担持されているトナー像を記録材に転写する転写手段とトナー像を担持した記録材を定着する誘導加熱定着装置を有する画像形成装置において、
前記誘導加熱定着装置は、加熱部材と、複数に分割された誘導加熱コイルと、前記加熱部材を加熱するために前記複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有し、
前記複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルとを有し、
前記通電制御手段は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、何れか一方を選択する判定部を有すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記複数の誘導加熱コイルに供給される駆動電流は同一の電流値であること、を特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、
前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとにより検出された検出温度に基づき、前記判定部は、前記第１の誘導加熱コイル又は前記第２の誘導加熱コイルを選択すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記通電制御手段は、前記隣接する誘導加熱コイルの一方に供給される駆動電流の立ち下がり時に、他方に供給される駆動電流を立ち上げるように、それぞれの誘導加熱コイルへの駆動電流の供給を制御すること、を特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、
前記通電制御手段は、前記各温度センサによる検出温度の変化率に応じて、前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間を調整するように制御を行うこと、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、
前記通電制御手段は、予め定められた目標温度と前記各温度センサによる検出温度との温度差に応じて、前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間の割合を調整するように制御すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記複数の誘導加熱コイルに供給される駆動電流は当該画像形成装置の動作モードに応じて変更すること、を特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像形成装置であって、
前記動作モードは、画像形成モード、待機モード及び省エネモードから選ばれる少なくとも複数の動作モードを有すること、を特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記通電制御手段は、前記記録材の通紙サイズに対応して予め定められた駆動電流を前記各誘導加熱コイルに供給するように制御すること、を特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
前記通電制御手段は、前記記録材の通紙サイズに対応して予め定められた前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間を調整するように制御すること、を特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
トナー像を担持する像担持体と前記像担持体に担持されているトナー像を記録材に転写する転写手段とトナー像を担持した記録材を定着する誘導加熱定着装置を有する画像形成装置において、
加熱部材と、複数に分割された誘導加熱コイルと、前記加熱部材を加熱するために前記複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有する誘導加熱定着装置において、
前記複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルを有し、
前記通電制御手段は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給している場合は、前記第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給しないように制御するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給している場合は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給しないように制御すること、
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、誘導加熱定着装置及び該誘導加熱定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、誘導加熱方式を用いた誘導加熱定着装置の通電制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、記録材上のトナー像を加熱により定着させる定着装置が設けられている。誘導加熱方式を用いた誘導加熱定着装置は、内側に加熱源としての誘導加熱コイルが設けられた加熱部材と、該加熱部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材とを備えている。該加熱部材としては、加熱ローラ、加熱ベルト等が用いられ、導電性の基体の表面に離型層が設けられている。
【０００３】
誘導加熱コイルは、記録材の最大通紙幅に対応する長さに巻かれており、ウォームアップ時や待機時には、最大通紙幅より広い加熱ローラの全体の領域を加熱しなければならない。また、最大通紙幅よりも小さい幅の記録材を通紙したとき、加熱ローラの非通紙部分の温度が上昇してしまう問題があり、この問題を解決するための方法として、従来、誘導加熱コイルを複数個に分割して配置する方法が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、加熱ローラを定着可能な温度まで昇温するための立ち上がり時間の短縮化とローラ各部の設定温度の均一性及び時間的安定性を得るために、温度センサの出力に基づき、複数に分割された各誘導加熱コイルに供給する電流又は電圧を制御する誘導加熱ローラの温度制御方式が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、定着部材の非通紙部を不必要に昇温させないために、コイルを複数個に分割して鉄心に巻装し、トナー像支持体（記録材）のサイズに応じて高周波電流を電流すコイルを選択して誘導加熱領域を変更する高周波加熱定着方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭５７−１２８３７３号公報
【特許文献２】特開昭５８−１７８３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来技術のように、複数個に分割して配置された複数の誘導加熱コイルをそれぞれ独立して供給電流の駆動制御を行うようにした場合、画像形成装置の動作モードや通紙サイズの変更等に応じて、各誘導加熱コイルが同時に駆動され、或はその逆に、同時に駆動されないことが起こる。
【０００７】
高周波の電流が誘導加熱コイルに流れると、銅線からなる誘導加熱コイルが磁場の影響を受けて微小の振動を発生してしまう。誘導加熱コイルや加熱ローラのインダクタンスやコンデンサ容量などの特性が異なると、電源から供給される電流の周波数は、異なる周波数となる。このような要因のため、近接する誘導加熱コイルが同時に駆動された場合、異なる周波数の電流が近接した誘導加熱コイルに流れて微少な振動が発生し、微少な振動の重なり合いによって大きな振動が発生することとなる。更に、この振動に起因して加熱ローラ等が共振し、共振音等の騒音が発生するという問題もある。
【０００８】
一方、各誘導加熱コイルが共に駆動されない状態では、加熱部材が誘導加熱コイルにより加熱されないロスタイムにより加熱部材の温度低下を招く可能性がある。この温度低下は、定着不良の原因となり、また加熱部材の昇温速度の低下を招き、ウォームアップ時間ＷＵＴ（Warm-Up Time：加熱部材が定着動作可能な温度となるまでの時間）が長くなってしまうという不具合を生じさせることとなる。従って、加熱部材の加熱に際してはロスタイムなく各誘導加熱コイルに対する通電制御を行うことが要請される。
【０００９】
ところが、画像形成装置には最大定格電流（例えば、１５〔Ａ〕）が設定されており、定着装置以外の装置部分の動作モード、例えば、画像形成モード、ウォームアップモード、又は待機モード等によって、定着装置に使用可能な最大電流量には制限がある。
【００１０】
このようなことから、定着装置の通電制御に当たっては、各誘導加熱コイルの同時駆動を回避すること、画像形成装置における定着装置以外の装置部分の動作モードに対応し、且つ、各誘導加熱コイル相互間の電流の供給バランスを考慮して、よりきめの細かな制御を行うことが要請される。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、誘導加熱コイルでの振動や騒音等の発生を阻止すると共に、画像形成装置内における定着装置に課せられた電流制限下で採り得る最大電流を確保しつつ、加熱部材を効率よく加熱すること及び加熱部材の温度の変動を最小限に抑制することが可能な通電制御を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、加熱部材と、複数に分割された誘導加熱コイルと、前記加熱部材を加熱するために前記複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有する誘導加熱定着装置において、前記複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルとを有し、前記通電制御手段は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、何れか一方を選択する判定部を有すること、を特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、前記複数の誘導加熱コイルに供給される駆動電流は同一の電流値であることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとにより検出された検出温度に基づき、前記判定部は、前記第１の誘導加熱コイル又は前記第２の誘導加熱コイルを選択すること、を特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、前記通電制御手段は、前記隣接する誘導加熱コイルの一方に供給される駆動電流の立ち下がり時に、他方に供給される駆動電流を立ち上げるように、それぞれの誘導加熱コイルへの駆動電流の供給を制御すること、を特徴としている。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、前記通電制御手段は、前記各温度センサによる検出温度の変化率に応じて、前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間を調整するように制御を行うこと、を特徴としている。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の誘導加熱定着装置であって、前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、前記通電制御手段は、予め定められた目標温度と前記各温度センサによる検出温度との温度差に応じて、前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間の割合を調整するように制御すること、を特徴としている。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、加熱部材と、複数に分割された誘導加熱コイルと、前記加熱部材を加熱するために前記複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有する誘導加熱定着装置において、前記複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルを有し、前記通電制御手段は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給している場合は、前記第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給しないように制御するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給している場合は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給しないように制御すること、を特徴としている。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、トナー像を担持する像担持体と前記像担持体に担持されているトナー像を記録材に転写する転写手段とトナー像を担持した記録材を定着する誘導加熱定着装置を有する画像形成装置において、前記誘導加熱定着装置は、加熱部材と、複数に分割された誘導加熱コイルと、前記加熱部材を加熱するために前記複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有し、前記複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルとを有し、前記通電制御手段は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給するか、何れか一方を選択する判定部を有すること、を特徴としている。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記複数の誘導加熱コイルに供給される駆動電流は同一の電流値であること、を特徴としている。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとにより検出された検出温度に基づき、前記判定部は、前記第１の誘導加熱コイル又は前記第２の誘導加熱コイルを選択すること、を特徴としている。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記通電制御手段は、前記隣接する誘導加熱コイルの一方に供給される駆動電流の立ち下がり時に、他方に供給される駆動電流を立ち上げるように、それぞれの誘導加熱コイルへの駆動電流の供給を制御すること、を特徴としている。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、前記通電制御手段は、前記各温度センサによる検出温度の変化率に応じて、前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間を調整するように制御を行うこと、を特徴としている。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記第１の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第１の温度センサと、前記第２の誘導加熱コイルに対応する前記加熱部材の温度を検出する第２の温度センサとを備え、前記通電制御手段は、予め定められた目標温度と前記各温度センサによる検出温度との温度差に応じて、前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間の割合を調整するように制御すること、を特徴としている。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記複数の誘導加熱コイルに供給される駆動電流は当該画像形成装置の動作モードに応じて変更すること、を特徴としている。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の画像形成装置であって、前記動作モードは、画像形成モード、待機モード及び省エネモードから選ばれる少なくとも複数の動作モードを有すること、を特徴としている。
【００２７】
請求項１６に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記通電制御手段は、前記記録材の通紙サイズに対応して予め定められた駆動電流を前記各誘導加熱コイルに供給するように制御すること、を特徴としている。
【００２８】
請求項１７に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記通電制御手段は、前記記録材の通紙サイズに対応して予め定められた前記各誘導加熱コイルへの駆動電流の供給時間を調整するように制御すること、を特徴としている。
【００２９】
請求項１８に記載の発明は、トナー像を担持する像担持体と前記像担持体に担持されているトナー像を記録材に転写する転写手段とトナー像を担持した記録材を定着する誘導加熱定着装置を有する画像形成装置において、加熱部材と、複数に分割された誘導加熱コイルと、前記加熱部材を加熱するために前記複数の誘導加熱コイルに駆動電流を供給して通電を制御する通電制御手段とを有する誘導加熱定着装置において、前記複数の誘導加熱コイルは、隣接する第１の誘導加熱コイルと第２の誘導加熱コイルを有し、前記通電制御手段は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給している場合は、前記第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給しないように制御するか、第２の誘導加熱コイルに駆動電流を供給している場合は、前記第１の誘導加熱コイルに駆動電流を供給しないように制御すること、を特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、隣接するそれぞれの誘導加熱コイルの何れか一方に通電するように選択する判定を行い、隣接した複数の誘導加熱コイルに同時に通電しないようにすることで、誘導加熱コイルの振動等の抑制や不快音の発生を防止することができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、複数の誘導加熱コイルのそれぞれに供給する駆動電流を同一にすることにより、使用可能な最大電流を越えないように制御することが容易となる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、それぞれの検知温度に基づき通電制御することで、それぞれの誘導加熱コイルへの通電が段階的に切り換えられることとなり、第１の誘導加熱コイル及び第２の誘導加熱コイルに対応する加熱部材の領域を段階的に徐々に昇温することができ、効率よく加熱部材を加熱することができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、一方の誘導加熱コイルへの駆動電流の供給を遮断した後の電流の立ち下がり時に、他方の誘導加熱コイルへの駆動電流の供給を開始することで、時間ロスがなく効率的、且つ継続的に加熱部材を加熱でき、更に加熱部材を定着可能な温度に迅速に昇温させることができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、温度の変化率に応じて駆動電流の供給時間を変えることで、通電によって生じる供給電流が過剰又は不足する状態を防止し、効率的な加熱部材の加熱が可能となる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、検出温度の差に応じて駆動電流の供給時間を変えることで、通電によって生じる供給電流が過剰又は不足する状態を防止し、効率的な加熱部材の加熱が可能となる。
【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、隣接するそれぞれの誘導加熱コイルに通電する選択を行い、隣接した複数の誘導加熱コイルに同時に通電しないようにすることにより、誘導加熱コイルの振動等を抑制する。誘導加熱コイルの振動の抑制や不快な雑音の発生を防止することができる。
【００３７】
請求項８に記載の発明によれば、隣接するそれぞれの誘導加熱コイルの何れか一方に通電するように選択する判定を行い、隣接した複数の誘導加熱コイルに同時に通電しないようにすることで、誘導加熱コイルの振動等の抑制や不快音の発生を防止することができる。
【００３８】
請求項９に記載の発明によれば、複数の誘導加熱コイルのそれぞれに供給する駆動電流を同一にすることにより、使用可能な最大電流を越えないように制御することが容易となる。
【００３９】
請求項１０に記載の発明によれば、それぞれの検知温度に基づき通電制御することで、それぞれの誘導加熱コイルへの通電が段階的に切り換えられることとなり、第１の誘導加熱コイル及び第２の誘導加熱コイルに対応する加熱部材の領域を段階的に徐々に昇温することができ、効率よく加熱部材を加熱することができる。
【００４０】
請求項１１に記載の発明によれば、一方の誘導加熱コイルへの駆動電流の供給を遮断した後の電流の立ち下がり時に、他方の誘導加熱コイルへの駆動電流の供給を開始することで、時間ロスがなく効率的、且つ継続的に加熱部材を加熱でき、更に加熱部材を定着可能な温度に迅速に昇温させることができる。
【００４１】
請求項１２に記載の発明によれば、温度の変化率に応じて駆動電流の供給時間を変えることで、通電によって生じる供給電流が過剰又は不足する状態を防止し、効率的な加熱部材の加熱が可能となる。
【００４２】
請求項１３に記載の発明によれば、検出温度の差に応じて駆動電流の供給時間を変えることで、通電によって生じる供給電流が過剰又は不足する状態を防止し、効率的な加熱部材の加熱が可能となる。
【００４３】
請求項１４に記載の発明によれば、動作モードに応じて使用する駆動電流を変えることで、最大電流を越えないように制御することができると共に、動作モードが変わってもそのときに使用可能な電力を有効に使用できる。
【００４４】
請求項１５に記載の発明によれば、各動作モードに応じて使用する駆動電流を変えることで、最大電流を越えないように制御することができると共に、動作モードが変わってもそのときに使用可能な電力を有効に使用できる。
【００４５】
請求項１６に記載の発明によれば、記録材の通紙サイズに応じて駆動電流を変えることで、通紙幅毎に最適な電流を供給することができ、加熱部材の温度を均一に加熱できると共に、更に、加熱時間を短縮することができ、効率的な加熱とすることができる。
【００４６】
請求項１７に記載の発明によれば、記録材の通紙サイズに応じて駆動電流の供給時間を変えることで、加熱部材の温度を均一に維持できると共に、更に、加熱時間を短縮することができ、効率的な加熱とすることができる。
【００４７】
請求項１８に記載の発明によれば、隣接するそれぞれの誘導加熱コイルに通電する選択を行い、隣接した複数の誘導加熱コイルに同時に通電しないようにすることにより、誘導加熱コイルの振動等を抑制する。誘導加熱コイルの振動の抑制や不快な雑音の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［実施の形態１］
〈画像形成装置の構成〉
図１に、本発明の実施の形態１における画像形成装置１の概略構成を示す。
本発明における画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と前記像担持体に担持されているトナー像を記録材に転写する転写手段とトナー像を担持した記録材を加熱により定着する誘導加熱定着装置を有する。前記像担持体としては、感光体、中間間転写体が使用される。
【００４９】
詳細には図１に示すように、本実施の形態１の画像形成装置１は、像担持体としての感光ドラム３０を備え、この感光ドラム３０の表面を帯電器３１により所定の電位に帯電し、露光手段３２により画像を露光して感光ドラム３０の表面に静電潜像を形成し、この潜像を現像器３３によりトナーとキャリアからなる現像剤を用いて現像してトナー像として可視化し、得られたトナー像を感光ドラム３０に搬送された紙などの記録材Ｐに転写手段３４により転写する。トナー像の転写が終了した感光ドラム３０は、その表面に残留した転写の残りのトナーをクリーナ３５により除去した後、つぎの画像形成に供される。
【００５０】
一方、トナー像を担持した記録材Ｐは、感光ドラム３０から誘導加熱定着装置４０に送られ、誘導加熱定着装置４０により記録材Ｐ上の未定着トナー像が定着され、記録材Ｐ上に画像が形成される。
【００５１】
本発明の誘導加熱定着装置は、記録材にトナー像を加熱により定着するための加熱部材、該加熱部材に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧部材、該加熱部材内に設けられた誘導加熱を行うための誘導加熱コイル等から構成される。前記加熱部材としては加熱ベルト、加熱ローラ等が使用できるが加熱ローラであることが熱効率に優れていることから好ましい。また、前記加圧部材としては加圧ローラ、パッド等が使用できるが加圧ローラであることが好ましい。図１の誘導加熱定着装置４０は、加熱部材としての加熱ローラ１０と、この加熱ローラ１０に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラ２０と、加熱ローラ１０内に設けられた誘導加熱を行うための誘導加熱コイル等から構成される。記録材Ｐ上のトナー像は、加熱ローラ１０と加圧ローラ２０との圧接されたニップ部Ｎを通過することで定着される。
【００５２】
図２に、加熱ローラ１０の縦断面図を示す。
図２に示すように、誘導加熱定着装置４０の通紙基準は加熱ローラ１０の中央に設定されている。加熱ローラ１０の内側には、加熱ローラ１０の軸方向の一端部側から他端側に亘って、一端部に第２の誘導加熱コイル１１２ａ、中央部に第１の誘導加熱コイル１１１、他端部に第２の誘導加熱コイル１１２ｂが加熱ローラ１０の軸方向に所定のギャップを設けて配置されている。
【００５３】
第１の誘導加熱コイル１１１は、例えば、Ａ４サイズの記録材Ｐの長手方向と通紙方向とが平行に定着動作される場合、通紙幅（Ｗ１）の加熱ローラ１０の領域の加熱源として用いられ、第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂとは、例えば、Ａ４サイズの記録材Ｐの長手方向と通紙方向とが垂直に交わる方向に定着動作される場合、通紙幅（Ｗ２）の加熱ローラ１０の領域の加熱源として用いられる。
【００５４】
また、加熱ローラ１０の外周には、非接触若しくは接触の温度検出手段が設置されている。即ち、各誘導加熱コイル１１１、１１２ａ、１１２ｂに対向している位置であって、誘導磁界が作用する加熱ローラ１０のそれぞれの領域の温度を検出するための温度センサとしての第１温度センサ１２１、第２温度センサ１２２が配置されている。
【００５５】
加熱ローラ１０の両端側に分割配置されている第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂは、同一電源部から駆動電流が供給されるため、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂの温度分布は同一と考えられる。そのため、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂのいずれか一方に対向する位置に第２温度検出部１２２が設置されている。
なお、第１温度検出部１２１、第２温度検出部１２２としては、例えば、サーミスタ、熱電対、赤外センサなどの温度センサを用いることができ、加熱ローラ１０の温度又は加熱ローラ１０近傍の温度を検出できるものであればよく、この限りではない。
【００５６】
図３に、誘導加熱定着装置４０の制御構成図を示す。
図３に示すように、誘導加熱定着装置４０は、第１の誘導加熱コイル１１１、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂ、加熱ローラ１０などから構成される装置系と、駆動電源部である第１交流電源部５１、第２交流電源部５２と、第１整流回路部６１、第２整流回路部６２と、第１ＩＨ（Induction Heating）回路部７１、第２ＩＨ回路部７２と、加熱ローラ１０の温度を検出するための第１温度センサ１２１、第２温度センサ１２２とから構成されており、第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの通電制御を行う通電制御手段を有する制御手段１００によって制御されている。
【００５７】
第１整流回路部６１は、第１交流電源部５１からの交流電流を直流電流に変換し、第１ＩＨ回路部７１に出力する。同様に、第２整流回路部６２は、第２交流電源部５２からの交流電流を直流電流に変換し、第２ＩＨ回路部７２に出力する。
【００５８】
第１ＩＨ回路部７１は、第１の誘導加熱コイル１１１と並列に第１の誘導加熱コイル１１１に常に一定周波数の高周波電流が流れるための第１コンデンサＣ１と、第１の誘導加熱コイル１１１への供給電流をオン／オフするための第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１スイッチング素子を動作させるための第１ゲートドライバ回路ＧＤ１とを有している。そして第１ＩＨ回路部７１は、第１整流回路部６１から入力された直流電流を第１の誘導加熱コイル１１１に通電して誘導磁界を発生させるための高周波電流に変換すると共に、制御手段１００から入力された第１通電制御信号Ｓａに基づいて第１ゲートドライバ回路ＧＤ１が第１スイッチング素子ＳＷ１を動作させて第１の誘導加熱コイル１１１への駆動電流の供給を行う回路である。
【００５９】
第２ＩＨ回路部７２は、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂと並列に第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに常に一定周波数の直流電流が流れるための第２コンデンサＣ２と、第２の誘導加熱コイル１２２への供給電流をオン／オフするための第２スイッチング素子ＳＷ２と、第２スイッチング素子ＳＷ２を動作させるための第２ゲートドライバ回路ＧＤ２とを有している。そして、第２ＩＨ回路部７２は、第２整流回路部６２から入力された直流電流を第２の誘導加熱コイル１１２に誘導磁界を発生させるための高周波電流に変換すると共に、制御手段１００から入力された通電制御信号Ｓｂに基づいて第２ゲートドライバ回路ＧＤ２が第２スイッチン素子ＳＷ２を動作させて、両端部に分割配置された第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへ同時に駆動電流の供給を行う回路である。
【００６０】
第１スイッチング素子ＳＷ１及び第２スイッチング素子ＳＷ２としてはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子を用いることができる。
【００６１】
第１温度センサ１２１は、第１の誘導加熱コイル１１１に対向する加熱ローラ１０の領域の温度（第１検出温度Ｔ１）を検出する。検出された第１検出温度Ｔ１は、制御手段１００に出力される。
同様に、第２温度センサ１２２は、第２の誘導加熱コイル１１２ａに対向する加熱ローラ１０の領域の温度（第２検出温度Ｔ２）を検出する。検出された第２検出温度Ｔ２は、制御手段１００に出力される。
【００６２】
図４に、本実施の形態１の制御手段１００のブロック構成図を示す。
本発明の制御手段１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより、システム制御手段１０１、通電制御手段１０２、電流設定部１０３、記憶部１０４などを構成している。
【００６３】
制御手段１００のＲＯＭには、画像形成装置１に対応するプログラムやデータなどがあらかじめ記憶されており、プログラムやデータとしては、システムプログラム、当該システムに対応する各種処理プログラム及び各種処理プログラムで処理するのに必要なデータを記憶している。
【００６４】
制御手段１００のＲＡＭには、ＣＰＵにより制御実行される各種処理において、ＲＯＭ等から読み出されたプログラム、入力データ、出力データ及びパラメータなどの一時的な格納領域となる。
【００６５】
システム制御手段１０１は、ＲＯＭ内に記憶されているシステムプログラム、各処理プログラム及びデータを読み出して、ＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って、画像形成装置１各部の動作を集中制御する。システム制御手段１０１の制御内容としては、システム全体のタイミング制御、ＲＡＭを使用した画像データの記憶及び蓄積制御、スキャナ部などから送られてきた画像データの画像処理（変倍、フィルタ、γ変換など）、プリンタ部に対する画像データの出力、操作部１０７、の入出力制御、他のアプリケーション（ＦＡＸ、プリンタ、スキャナ等）とのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）や動作制御が挙げられる。
【００６６】
電流設定部１０３は、電流値設定部１０３ａと供給時間設定部１０３ｂとを有しており、記憶部１０４は、加熱ローラ１０の電流値データテーブル１０４ａ、供給時間データテーブル１０４ｂ、目標温度Ｔｓデータ１０４ｃが保持されている。
【００６７】
また、制御手段１００は、通紙される記録材Ｐのサイズを選択する操作部１０７と、給紙トレイに設けられ、通紙される記録材Ｐのサイズを検出する紙サイズセンサ１０８とに接続されており、操作部１０７からの通紙サイズの信号、或いは紙サイズセンサ１０８からの通紙サイズの信号に基づいて、加熱ローラ１０の軸方向における記録材Ｐの通紙領域（以下、通紙幅と言う。）の判定を行う。
【００６８】
本発明における通電制御手段１０２は、加熱ローラの全領域、即ち、通紙幅Ｗ２の領域を隣接する第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂにより加熱する場合に、隣接する第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへ駆動電流を同時に供給することなく、一方の誘導加熱コイルのみに駆動電流を供給するように制御する。即ち、隣接する第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂの双方へ駆動電流を供給する必要がある場合、交互に切り換えられる制御を行うことで、それぞれの加熱ローラの領域を徐々に加熱するようにしている。
【００６９】
ここで、上述の「交互」とは、実質的に交互であることを意味し、常に互い違いに交互に切り換えられる場合の他に、隣接する複数の誘導加熱コイルの一方の誘導加熱コイルに連続して駆動電流が供給され、その後に他方の誘導加熱コイルに駆動電流が供給されるような場合も含む。また、隣接する複数の誘導加熱コイルに流れる電流が完全に交互に切り換わるのことが難しく、立下りと立上がり時において両方に電流が流れている時間がある場合も含んでいる。
【００７０】
通電制御手段１０２は、電流設定部１０３に設定されている電流値設定部１０３ａ及び供給時間設定部１０３ｂを読み出し、記憶部１０４の電流値データテーブル２０４ａ及び交流電源部の電圧や周波数などの条件に基づいて第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに供給される電流値の設定を行い、また、供給時間データテーブル１０４ｂに基づいて供給時間の設定を行う。そして、第１温度センサ１２１から検出された第１検出温度Ｔ１と、第２温度センサ１２２から検出された第２検出温度Ｔ２とを後述する判定部にて比較して、検出温度が低い誘導加熱コイルを判定して選択する。次に、通電制御手段１０２は、選択された誘導加熱コイルの検出温度と目標温度Ｔｓとの比較を行い、検出温度が目標温度Ｔｓ以下である場合、選択された誘導加熱コイルへ駆動電流の供給を行い、検出温度が目標温度Ｔｓを越えている場合には、元に戻る。
【００７１】
通電制御手段１０２は、誘導加熱定着装置４０内に含まれた固有の通電制御手段であってもよく、また、画像形成装置内の各部と相互に各種情報を送受信可能に接続され、各部からの情報を受信し、受信した情報を判断して、判断結果である動作指示等の情報を各部に出力し、各部を統括する制御手段に含まれるものであってもよい。
【００７２】
〈駆動電流の制御動作〉
次に、本実施の形態１の動作を説明する。
図５に、本実施の形態１における誘導加熱コイルに供給される駆動電流の制御動作フローを示す。
まず最初に、誘導加熱コイルに供給する電流値及び供給時間ｔｓ１、ｔｓ２が設定される（ステップＳ１）。次に、第１温度センサ１２１及び第２温度センサ１２２により第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２が検出され制御手段１００に入力される（ステップＳ２）。次に判定部においては、入力された第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２とを比較して、第１の誘導加熱コイル１１１又は第２の誘導加熱コイル１１１の何れか一方の誘導加熱コイルを選択する判定がなされる（ステップＳ３）。判定部にて第１検出温度Ｔ１が第２検出温度Ｔ２未満であると判定された場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、第１の誘導加熱コイル１１１が選択される（ステップＳ４）。第１温度センサ１２１から検出された第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓより高い温度であるかの判定が行われる（ステップＳ５）。
【００７３】
第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓより高い温度でないと判定された場合（ステップＳ５：ＮＯ）、第１の誘導加熱コイル１１１へ駆動電流の供給を行うよう第１通電制御信号Ｓａが第１ＩＨ回路７１に出力され、第１の誘導加熱コイル１１１への駆動電流の供給が行われ（ステップＳ６）、予め設定された所定の駆動電流値にて所定時間ｔｓ１駆動電流が供給される。所定時間ｔｓ１が経過するのを待って（ステップＳ７：ＹＥＳ）、第１誘導加熱コイル１１１への駆動電流の供給を停止するよう第１通電制御信号Ｓａが第１ＩＨ回路部７１に出力され、第１の誘導加熱コイル１１１への駆動電流の供給が停止され（ステップＳ８）、元のステップＳ１に戻る。
【００７４】
第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓより高い温度であると判定された場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、元のステップＳ１に戻る。
【００７５】
一方、ステップＳ３の判定部にて第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２とを比較し、第１検出温度Ｔ１が第２検出温度Ｔ２より低い温度であると判定された場合（ステップＳ３：ＮＯ）、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに対する通電制御が選択される（ステップＳ９）。第２温度センサ１２２ａ、１１２ｂから検出された第２検出温度Ｔ２が目標温度Ｔｓより高い温度であるかの判定が行われる（ステップＳ１０）。
【００７６】
第２検出温度Ｔ２が目標温度Ｔｓ以下であった場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへ駆動電流の供給を行うよう第２通電制御信号Ｓｂが第２ＩＨ回路７２に出力され、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの駆動電流の供給が行われ（ステップＳ１１）、あらかじめ設定された所定の駆動電流値にて所定時間ｔｓ２駆動電流が供給される。所定時間ｔｓ２が経過するのを待って（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの駆動電流の供給を停止するよう第２通電制御信号Ｓ２が第２ＩＨ回路部７２に出力され、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの駆動電流の供給が停止され（ステップＳ１３）、元のステップＳ１に戻る。
【００７７】
第２検出温度Ｔ２が目標温度Ｔｓより高い温度であると判定された場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、元のステップＳ１に戻る。
【００７８】
前記所定時間ｔｓ１及びｔｓ２は同じ時間でもよく、画像形成装置の動作モード毎に異なって設定されるものでもよくこの限りではない。
【００７９】
各誘導加熱コイルに対向して設置される温度センサからの検出温度に基づいて隣接する第１の誘導加熱コイル１１１、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂのいずれか一方に通電するように選択する判定を行い、同時に通電しないようにすることで、誘導加熱コイルの振動等の抑制や不快音の発生を防止することができ、また、目標温度とそれぞれの検出温度とに基づき通電制御することで、第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに対応する加熱ローラ１０の領域を段階的に徐々に昇温することができ、効率良く加熱ローラ１０を加熱することができる。
【００８０】
また、加熱ローラ１０の軸方向全体の温度分布を均一にする場合、電流値データテーブル１０４ａには、第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへ供給する駆動電流の電流値として、同一の電流値が設定されていることが好ましく、誘導加熱コイルのそれぞれに供給する駆動電流を同一にすることにより、使用可能な最大電流を超えないように制御することが容易となる。
【００８１】
次に、本実施の形態１における電流切り換え動作を説明する。
複数の誘導誘導加熱コイルへ供給される駆動電流を交互に切り換える場合、各誘導誘導加熱コイルが共に駆動電流が供給されない状態を有するとＷＵＴが伸びたりコピー動作中に加熱ローラの定着温度が低下したりして定着不良を発生することがある。そのため、電流を略交互に切り換えるときは、電流値の立ち上がり時間及び立下り時間が同一時間となるように設定する。
【００８２】
図６に、本実施の形態１における第１通電制御信号Ｓａ、第２通電制御信号Ｓｂと第１の誘導加熱コイル１１１、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに流れる第１電流Ｉ１、第２電流Ｉ２とのタイミングチャートの例を示す。
図６に示すように、第１、２通電制御信号Ｓａ、Ｓｂに基づいて、第１の誘導加熱コイル１１１に駆動電流としての第１電流Ｉ１が供給されている場合は第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに駆動電流としての第２電流Ｉ２が供給されないように制御されており、また、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに駆動電流としての第２電流Ｉ２が供給されている場合は第１の誘導加熱コイル１１１に駆動電流としての第１電流Ｉ１が供給されないように制御されており、隣接する第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂとに供給される駆動電流が交互に切り換えられる制御が行われている。
【００８３】
第１通電制御信号Ｓａがオフされた時刻ｔ１のとき、第１の誘導加熱コイル１１１への電流供給が停止されて第１電流Ｉ１が立ち下がる。同時に第２電流供給信号Ｓｂがオンとなり、第２の誘導加熱コイル１１２への電流供給が開始されて第２電流Ｉ２が立ち上がる。同様に、第１通電制御信号Ｓａがオンされたのと同時に第２通電制御信号Ｓｂがオフされた時刻ｔ２のとき、第１電流Ｉ１が立ち下がる時間Ｔと第２電流Ｉ２が立ち上がる時間Ｔとは同一時間である。
【００８４】
第１電流Ｉ１が立ち下がる時間Ｔと第２電流Ｉ２が立ち上がる時間Ｔとを同一時間とするために、例えば、第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂの巻数、導線の断面積や抵抗値等の設計を行い、適切なインダクタンスを設定することで可能となる。
また、第１電流Ｉ１が立ち下がる時間Ｔと第２電流Ｉ２が立ち上がる時間Ｔに流れる電流を段階的に変更する方法を用いることもできる。
【００８５】
第１電流Ｉ１が立ち下がる時間Ｔと第２電流Ｉ２が立ち上がる時間Ｔとが同一時間になるよう隣接する複数の誘導加熱コイルへ交互に駆動電流を供給することによって、隣接する誘導加熱コイルが共に駆動電流が供給されないことを防止することができ、時間ロスがなく効率的、且つ継続的に加熱ローラを加熱でき、更に加熱ローラ１０を定着可能な温度に迅速に昇温させることができる。
【００８６】
［実施の形態２］
この実施の形態２における画像形成装置１の構成、加熱ローラ１０の縦断面は、実施の形態１と同様な構成であるので、その図示及び説明は省略する。また、誘導加熱定着装置４０の制御構成は、実施の形態１の制御手段１００が制御手段２００となることが異なり他の構成は同様な構成であるので、その図示及び説明は省略する。
【００８７】
図７に、本実施の形態２の制御手段２００の制御構成図を示す。
図７において、通電制御手段２０２の記憶部２０４に、各動作モードの電流値データテーブル２０４ａ及び各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂが格納されており、これ以外は実施の形態１と同様な構成であるので説明は省略する。
【００８８】
通電制御手段２０２は、電流設定部１０３に設定されている電流値設定部１０３ａ及び供給時間設定部１０３ｂを読み出し、記憶部２０４の各動作モードの電流値データテーブル２０４ａ及び交流電源部の電圧や周波数などの条件に基づいて第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに供給される電流値の設定を行い、また、各動作モードの供給時間データテーブル１０４ｂに基づいて供給時間の設定を行う。そして、第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２とを比較して検出温度が低い誘導加熱コイルを判定して選択し、目標温度Ｔｓに基づいて通電制御する。
【００８９】
本実施の形態２の画像形成装置１においては、動作モードとして画像形成モード、ウォームアップモード、待機モード等から選ばれる少なくとも複数の動作モードを有する。
【００９０】
上述した動作モードにおける「画像形成モード」とは、画像形成装置によって記録材Ｐに画像形成が行なわれる状態を示し、「ウォームアップモード」とは、加熱ローラを定着可能な温度まで上昇させる状態を示し、「待機モード」とは、一定時間以上画像形成が行われておらず画像形成動作が停止している状態を示す。
【００９１】
〈駆動電流の制御動作〉
次に、本実施の形態２の動作を説明する。
本実施の形態２における誘導加熱コイルに供給される駆動電流の制御動作フローは、実施の形態１に示した図５のフローにおけるステップＳ１に電流値設定と供給時間設定のサブルーチンが付加されたものであり、これ以外の基本的なフローは図５のフローと同一となるので省略する。
【００９２】
〈電流値設定及び供給時間設定〉
画像形成装置１内で使用できる最大電流値が定められているため、誘導加熱定着装置４０の誘導加熱コイルに供給可能な電流値は、画像形成モード、ウォームアップモード、待機モードなどの画像形成装置１の動作モードによって異なる。例えば、ウォームアップモードでは、迅速に加熱ローラの温度を上昇させなくてはならないため、他の機器よりも誘導加熱コイルへの電流供給を多くする必要がある。また、待機モードでは、画像形成動作を行うための給紙ローラのモータや露光ランプなどへ供給する電流値が少ないため誘導加熱コイルへ供給可能な電流値は多くなり、一方、画像形成モードでは、給紙ローラのモータや露光ランプなどへの電流供給を行っているため、誘導加熱コイルへの供給可能な電流値は少なくなる。そこで、画像形成装置１の動作モードに基づいて複数の各誘導加熱コイルに同一の駆動電流を供給するよう設定する。
【００９３】
図８に、本実施の形態２における電流値設定及び供給時間設定の動作フローを示す。
まず、画像形成装置１の電源部の電圧や周波数などの情報を取得し、画像形成装置１の現在の動作モードが判定される（ステップＳ１４）。取得された電源部の情報と判定された動作モード及び各動作モードの電流値データテーブル２０４ａと各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂに記憶されている電流値と供給時間を参照して誘導誘導加熱コイルに供給可能な電流値及び供給時間が算出される（ステップＳ１５）。算出された電流値及び供給時間に基づいて、第１の誘導加熱コイル１１１と、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの供給される駆動電流が同一となる電流値及び供給時間ｔｓ１、ｔｓ２の設定が行われる（ステップＳ１６）。これにより第１の誘導加熱コイル１１１と、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂには、動作モードを考慮して設定された電流値に基づいて駆動電流が供給されることとなる。
【００９４】
このように、動作モード毎に電流値を設定することによって、動作モード毎に供給される電流が過剰又は不足する状態を防止することができ、供給される電流値は、画像形成装置１内で使用できる最大電流値内で供給できる最適な電流値を複数の誘導加熱コイルを選択して交互に供給することができ、動作モードが変わってもそのときに使用可能な電力を有効に使用することができる。
【００９５】
［実施の形態３］
この実施の形態３における画像形成装置１の構成、加熱ローラ１０の縦断面、誘導加熱定着装置４０の制御構成は、実施の形態２と同様な構成であるので、その図示及び説明は省略する。
【００９６】
〈駆動電流の制御動作〉
次に、本実施の形態３の動作を説明する。
本実施の形態３における誘導加熱コイルに供給される駆動電流の制御動作フローは、実施の形態１に示した図５のフローにおけるステップＳ１に電流値設定と供給時間設定のサブルーチンが付加されたものであり、これ以外の基本的なフローは図５のフローと同一となるので省略する。
【００９７】
〈電流値設定及び供給時間設定〉
図９に、本実施の形態３における電流値設定及び供給時間設定の動作フローを示す。
図９のフローは、加熱ローラ１０に通紙される記録材Ｐの通紙サイズから加熱ローラ１０における記録材Ｐの通紙領域（以下、通紙幅という。）を考慮して、電流値の設定を行うもので、図８のフローに対して、通紙幅の判定フローを追加したものである。
【００９８】
まず、画像形成装置１の電源部の電圧や周波数などの情報を取得し、画像形成装置１の現在の動作モードが判定され（ステップＳ１７）、更に操作部１０７からの通紙サイズの信号、或いは紙サイズセンサ１０８からの通紙サイズの信号に基づいて通紙幅が判定される（ステップＳ１８）。
【００９９】
判定された動作モードと通紙幅及び各動作モードの電流値データテーブル２０４ａと各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂに記憶されている電流値と供給時間を参照して誘導誘導加熱コイルに供給可能な電流値及び供給時間が算出される（ステップＳ１９）。算出された電流値及び供給時間に基づいて、第１の誘導加熱コイル１１１と、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの供給される電流値及び供給時間ｔｓ１、ｔｓ２の設定が行われる（ステップＳ２０）。これにより第１の誘導加熱コイル１１１と、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂには、動作モード及び通紙サイズに基づく通紙幅を考慮して設定された電流値及び供給時間に基づいて駆動電流が供給されることとなる。
【０１００】
各動作モードの電流値データテーブル２０４ａは、例えば動作モードが画像形成モードの場合、Ａ４サイズの記録材Ｐの通紙方向と長手方向とが垂直に交わる方向で通紙されるとき、通紙幅Ｗ２と設定される。加熱ローラ１０の軸方向全体の温度分布を均一にするため、各動作モードの電流値データテーブル２０４ａには第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへ供給される駆動電流の電流値は同じ電流値が設定されている。また、Ａ４サイズの記録材Ｐの通紙方向と長手方向が平行に通紙されるとき、通紙幅Ｗ１と認識される。加熱ローラ１０の軸方向の温度分布は、通紙幅Ｗ１の温度が定着可能な温度であればよいため、各動作モードの電流値データテーブル２０４ａには第１の誘導加熱コイル１１１より第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへ供給される駆動電流の電流値が低く設定されている。
【０１０１】
各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂは、例えば、動作モードがウォームアップモードの場合、加熱ローラ１０の軸方向全体の温度分布を均一にするため、第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂの供給時間の比は１：１となるよう設定されている。また、動作モードが画像形成モードの場合、Ａ４サイズの記録材ＰがＡ４サイズの記録材Ｐの長手方向と通紙方向とが平行に通紙されるとき、通紙幅Ｗ１が認識される。このときの加熱ローラ１０の軸方向の温度分布は、通紙幅Ｗ１の温度が定着可能な温度であればよいため、第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂとの供給時間の比は、３：１となるよう設定されている。
【０１０２】
第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂの仕様により、同じ電流値での発熱量（発熱密度）が異なるため、上記供給時間の比率となるとは限らなく、使用する誘導加熱コイルの仕様に基づいて各動作モードの供給時間データテーブル２０４ａを設定することが好ましい。
【０１０３】
記録材Ｐの通紙サイズに基づいた通紙幅毎に電流値を変えることによって、通紙幅毎に供給される駆動電流の電流値が過剰又は不足する状態を防止し最適な電流を供給することができ、加熱ローラ１０の温度を均一に加熱できると共に、更に加熱時間を短縮することができ、効率的な加熱とすることができる。
【０１０４】
また、通紙幅に基づいて各誘導加熱コイルへの供給時間を変えることによって、通紙幅毎の加熱ローラの定着温度を迅速に昇温させることができ、加熱ローラ１０の温度を均一に加熱できると共に、更に加熱時間を短縮することができ、効率的な加熱とすることができる。
【０１０５】
［実施の形態４］
この実施の形態４における画像形成装置１の構成、加熱ローラ１０の縦断面は、実施の形態１と同様な構成であるので、その図示及び説明は省略する。また、誘導加熱定着装置４０の制御構成は、実施の形態２の制御手段２００が制御手段３００となることが異なり他の構成は同様な構成であるので、その図示及び説明は省略する。
【０１０６】
図１０に、本実施の形態４の制御手段３００の制御構成図を示す。
図１０において、通電制御手段３０２に、温度変化率算出部３０５を有しており、これ以外は実施の形態２と同様な構成であるので説明は省略する。
【０１０７】
通電制御手段３０２は、電流設定部１０３に設定されている電流値設定部１０３ａ及び供給時間設定部１０３ｂを読み出し、記憶部２０４の各動作モードの電流値データテーブル２０４ａ及び交流電源部の電圧や周波数などの条件に基づいて第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに供給される電流値の設定を行い、また、各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂ及び温度変化率算出部３０５に基づいて供給時間の設定を行う。そして、第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２とを比較して検出温度が低い誘導加熱コイルを判定して選択し、目標温度Ｔｓに基づいて通電制御する。
また、操作部１０７からの通紙サイズの信号、紙サイズセンサ１０８からの通紙サイズの信号によって、通紙幅の認識を行う。
【０１０８】
供給時間設定部１０３ｂは、第１、２検出温度Ｔ１、Ｔ２の単位時間当たりの変化幅（即ち、第１、２温度変化率Ｔ１dt、Ｔ２dt）を算出する温度変化率算出部３０５から算出された温度変化率Ｔ１dt、Ｔ２dtと各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂとに基づいて、第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂそれぞれの供給時間の設定を行う。
【０１０９】
〈駆動電流の制御動作〉
次に、本実施の形態４の動作を説明する。
本実施の形態４における誘導加熱コイルに供給される駆動電流の制御動作フローは、実施の形態１に示した図５のフローにおけるステップＳ１に電流値設定と供給時間設定のサブルーチンが付加されたものであり、これ以外の基本的なフローは図５のフローと同一となるので省略する。
【０１１０】
〈電流値設定及び供給時間設定〉
図１１に、本実施の形態４における電流値設定及び供給時間設定の動作フローを示す。
まず、画像形成装置１の電源部の電圧や周波数などの情報を取得し、画像形成装置１の現在の動作モードが判定され（ステップＳ２１）、更に操作部１０７からの通紙サイズの信号、或いは紙サイズセンサ１０８からの通紙サイズの信号に基づいて通紙幅が判定される（ステップＳ２２）。
【０１１１】
第１温度センサ１２１から第１検出温度Ｔ１及び第２温度センサ１２２から第２検出温度Ｔ２が検出され、制御手段３００に出力される（ステップＳ２３）。
制御手段３００に入力された第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２とは、温度変化率算出部３０５において、第１検出温度Ｔ１の第１温度変化率Ｔ１dtと、第２検出温度Ｔ２の第２温度変化率Ｔ２d）とが算出され（ステップＳ２４）、第１温度変化率Ｔ１dtと第２温度変化率Ｔ２dtとの温度変化率の比が算出される（ステップＳ２５）。
【０１１２】
温度変化率の比の第１温度変化率Ｔ１dt成分をＡとし、第２温度変化率Ｔ２dt成分をＢとしたときの温度変化率の比はＡ：Ｂと表すことができる。温度変化率の比の第１温度変化率Ｔ１dt成分Ａの逆数１／Ａと、第２温度変化率Ｔ２dt成分Ｂの逆数１／Ｂとの比は１／Ａ：１／Ｂ＝Ｂ：Ａとなり、この逆数の比は、第１誘導加熱コイル１１１と第２誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂとの供給時間の比として算出される（ステップＳ２６）。
【０１１３】
算出された供給時間の比と、判定された動作モードと通紙幅及び各動作モードの電流値データテーブル２０４ａと各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂに記憶されている電流値と供給時間を参照して誘導誘導加熱コイルに供給可能な電流値及び供給時間が算出される（ステップＳ２７）。算出された電流値及び供給時間に基づいて、第１の誘導加熱コイル１１１と、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの電流値及び供給時間ｔｓ１、ｔｓ２が設定される（ステップＳ２８）。
【０１１４】
例えば、第１温度センサ１２１から検出された温度変化率Ｔ１dtが５℃／ｓ、第２温度センサ１２２から検出された温度変化率Ｔ２dtが５℃／ｓであったときの温度変化率の比は５℃／ｓ：５℃／ｓ＝１：１であるため、駆動電流の供給時間の比は１：１となる。従って、第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの駆動電流の供給時間は同じ時間に設定される。
【０１１５】
また、第１温度センサ１２１から検出された温度変化率Ｔ１dtが７℃／ｓ、第２温度センサ１２２から検出された温度変化率Ｔ２dtが３℃／ｓであったときの温度変化率の比は７℃／ｓ：３℃／ｓ＝７：３であるため、駆動電流の供給時間の比は３：７となる。従って、第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂの供給時間は駆動電流の供給時間の比に基づいて夫々設定される。
【０１１６】
温度センサから検出された検出温度の温度変化率の比に基づいて各誘導加熱コイルへの供給時間が設定され変えられることによって、複数の誘導加熱コイルに対向する加熱ローラの温度を均一にする場合、各誘導加熱コイルによって生じる加熱ローラの温度差を迅速に解消することができ、加熱時間を短縮することができる。更に、通電によって生じる供給電流が過剰又は不足する状態を防止し、効率的な加熱ローラの加熱が可能となる。
【０１１７】
［実施の形態５］
この実施の形態５における画像形成装置１の構成、加熱ローラ１０の縦断面は、実施の形態１と同様な構成であるので、その図示及び説明は省略する。また、誘導加熱定着装置４０の制御構成は、実施の形態２の制御手段２００が制御手段４００となることが異なり他の構成は同様な構成であるので、その図示及び説明は省略する。
【０１１８】
図１２に、本実施の形態５の制御手段４００の制御構成図を示す。
図１２において、通電制御手段４０２に、温度差比率算出部４０５を有しており、これ以外は実施の形態２と同様な構成であるので説明は省略する。
【０１１９】
通電制御手段４０２は、電流設定部１０３に設定されている電流値設定部１０３ａ及び供給時間設定部１０３ｂを読み出し、記憶部２０４の各動作モードの電流値データテーブル２０４ａ及び交流電源部の電圧や周波数などの条件に基づいて第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂに供給される電流値の設定を行い、また、各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂ及び温度差比率算出部４０５に基づいて供給時間の設定を行う。そして、第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２とを比較して、検出温度が低い誘導加熱コイルを判定して選択し、目標温度Ｔｓに基づいて通電制御する。
また、操作部１０７からの通紙サイズの信号、紙サイズセンサ１０８からの通紙サイズの信号によって、通紙幅の認識を行う。
【０１２０】
供給時間設定部１０３ｂは、第１、２検出温度Ｔ１、Ｔ２と予め設定された目標温度Ｔｓとの温度差（第１、２温度差Ｔ１d、Ｔ２d）の比を算出する温度差比率算出部４０５から算出された温度差比率と各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂとに基づいて、第１の誘導加熱コイル１１１及び第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂそれぞれの供給時間の設定を行う。
【０１２１】
〈駆動電流の制御動作〉
次に、本実施の形態４の動作を説明する。
本実施の形態４における誘導加熱コイルに供給される駆動電流の制御動作フローは、実施の形態１に示した図５のフローにおけるステップＳ１に電流値設定と供給時間設定のサブルーチンが付加されたものであり、これ以外の基本的なフローは図５のフローと同一となるので省略する。
【０１２２】
〈電流値設定及び供給時間設定〉
図１３に、本実施の形態５における電流値設定及び供給時間設定の動作フローを示す。
まず、画像形成装置１の電源部の電圧や周波数などの情報を取得し、画像形成装置１の現在の動作モードが判定され（ステップＳ２９）、更に操作部１０７からの通紙サイズの信号、或いは紙サイズセンサ１０８からの通紙サイズの信号に基づいて通紙幅が判定される（ステップＳ３０）。
【０１２３】
第１温度センサ１２１から第１検出温度Ｔ１及び第２温度センサ１２２から第２検出温度Ｔ２が検出され、制御手段４００に出力される（ステップＳ３１）。
制御手段４００に入力された第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２とは、温度差化率算出部４０５において、入力された第１検出温度Ｔ１と目標温度Ｔｓとの検出温度差Ｔ１ｄと、第２検出温度Ｔ２と目標温度Ｔｓとの検出温度差Ｔ２ｄとが算出され（ステップＳ３２）、第１検出温度差Ｔ１ｄと第２検出温度差Ｔ２ｄとの温度差の比が算出される（ステップＳ３３）。
【０１２４】
温度差の比の第１検出温度差Ｔ１ｄ成分をＣとし、第２検出温度差Ｔ２ｄ成分をＤとしたときの温度差の比はＣ：Ｄと表すことができる。算出された温度差の比は、第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂとの供給時間の比として算出される（ステップＳ３４）。
【０１２５】
算出された供給時間の比と、判定された動作モードと通紙幅及び各動作モードの電流値データテーブル２０４ａと各動作モードの供給時間データテーブル２０４ｂに記憶されている電流値と供給時間を参照して誘導誘導加熱コイルに供給可能な電流値及び供給時間が算出される（ステップＳ３５）。算出された電流値及び供給時間に基づいて、第１の誘導加熱コイル１１１と、第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへの電流値及び供給時間ｔｓ１、ｔｓ２が設定される（ステップＳ３６）。
【０１２６】
例えば、加熱ローラ１０の目標温度Ｔｓが２００℃の場合、第１温度センサ１２１から検出された検出温度Ｔ１が２０℃であるとき第１検出温度差Ｔ１ｄは１８０℃と算出され、第２温度センサ１２２から検出された検出温度Ｔ２が２０℃であるとき第２検出温度差Ｔ２ｄは１８０℃と算出される。温度差の比は１８０℃：１８０℃＝１：１となるため、供給時間の比は１：１となる。従って、第１の誘導加熱コイル１１１と第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂへ駆動電流を供給する時間は同一時間に設定される。
【０１２７】
また、加熱ローラ１０の目標温度Ｔｓが２００℃の場合、第１温度センサ１２１から検出された検出温度Ｔ１が１５０℃であるとき第１検出温度差Ｔ１ｄは５０℃と算出され、第２温度センサ１２２から検出された検出温度Ｔ２が１７５℃であるとき第２検出温度差Ｔ２ｄは２５℃と算出される。温度差の比は５０℃：２５℃＝２：１となるため、供給時間の比は２：１となる。従って、第１の誘導加熱コイル１１１の供給時間は第２の誘導加熱コイル１１２ａ、１１２ｂの供給時間の２倍に設定される。
【０１２８】
温度検出部から検出された検出温度と目標温度との温度差の比に基づいて各誘導加熱コイルへの供給時間が設定され変えられることによって、複数の誘導加熱コイルに対向する加熱ローラの温度を均一にする場合、各誘導加熱コイルによって生じる加熱ローラの温度差を迅速に解消することができ、加熱時間を短縮することができる。更に、通電によって生じる供給電流が過剰又は不足する状態を防止し、効率的な加熱ローラの加熱が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】実施の形態１における画像形成装置１の概略構成である。
【図２】加熱ローラ１０の縦断面図である。
【図３】誘導加熱定着装置４０の制御構成図である。
【図４】実施の形態１の制御手段１００のブロック構成図である。
【図５】実施の形態１における誘導加熱コイルに供給される駆動電流の制御動作フローである。
【図６】実施の形態１における第１通電制御信号Ｓａ、第２通電制御信号Ｓｂと第１電流Ｉ１、第２電流Ｉ２とのタイミングチャートの例である。
【図７】実施の形態２の制御手段２００の制御構成図である。
【図８】実施の形態２における電流値設定及び供給時間設定の動作フローである。
【図９】実施の形態３における電流値設定及び供給時間設定の動作フローである。
【図１０】実施の形態４の制御手段３００の制御構成図である。
【図１１】実施の形態４における電流値設定及び供給時間設定の動作フローである。
【図１２】実施の形態５の制御手段４００の制御構成図である。
【図１３】実施の形態５における電流値設定及び供給時間設定の動作フローである。
【符号の説明】
【０１３０】
１０  加熱ローラ
２０  加圧ローラ
３０  感光ドラム
３１  帯電器
３２  露光手段
３３  現像器
３４  転写手段
３５  クリーナ
４０  誘導加熱定着装置
５１、５２  （第１、２）交流電源部
６１、６２  （第１、２）整流回路部
７１、７２  （第１、２）ＩＨ回路部
１００、２００、３００、４００  制御手段
１０１  システム制御手段
１０２、２０２、３０２、４０２  通電制御手段
１０３  電流設定部
１０３ａ  電流値設定部
１０３ｂ  供給時間設定部
１０４、２０４  記憶部
１０４ａ  電流値データテーブル
１０４ｂ  供給時間データテーブル
１０４ｃ  目標温度Ｔｓデータ
１０７  操作部
１０８  紙サイズセンサ
１１１  第１の誘導加熱コイル
１１２ａ、１１２ｂ  第２の誘導加熱コイル
１２１、１２２  （第１、２）温度センサ
２０４ａ  各動作モードの電流値データテーブル
２０４ｂ  各動作モードの供給時間データテーブル
３０５  温度変化率算出部
４０６  温度差比率算出部
Ｃ１、Ｃ２  （第１、２）コンデンサ
ＧＤ１、ＧＤ２  （第１、２）ゲートドライバ回路
Ｉ１、Ｉ２  （第１、２）の誘導加熱コイルの電流
Ｎ  ニップ部
Ｐ  記録材
Ｓａ、Ｓｂ  （第１、２）通電制御信号
ＳＷ１、２  （第１、２）スイッチング素子
Ｔ１、Ｔ２  （第１、２）検出温度
Ｔｓ  目標温度
Ｗ１、Ｗ２  通紙幅
【図１】
2005049815.tif 000003
【図２】
2005049815.tif 000004
【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】
2005049815.tif 000009
【図８】
2005049815.tif 000010
【図９】
2005049815.tif 000011
【図１０】
2005049815.tif 000012
【図１１】
2005049815.tif 000013
【図１２】
2005049815.tif 000014
【図１３】
2005049815.tif 000015