(57)【要約】【課題】画像形成装置の誘導加熱定着装置において、加熱ローラの温度分布を均一にすることである。【解決手段】第１磁界発生部１１０は第１コア１１１と第１コアの周囲に加熱ローラ１０の軸方向に巻かれた第１誘導コイル１１２とを有し、第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂも第１磁界発生部１１０と同様の構成を有し、隣接しあう第１磁界発生部１１０と第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂとは、第１コイルｘ軸と第２コイル軸ｙとが加熱ローラ１０の周方向に垂直に交わる方向に配置される。更に、第１磁界発生部１１０に対向する位置かつ加熱ローラ１０に近接して設けられた加熱ローラ１０の温度を検出する第１温度検出手段１３１ａ、１３１ｂと、第１磁界発生部１１０と同様に設けられた第２温度検出手段１３２ａ、１３２ｂとからの検出温度に基づいて夫々通電制御される。【選択図】          図４
2005031140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、
前記加熱ローラの軸方向において隣接する各誘導加熱磁界発生手段は、それぞれの発生磁界が互いに直交するように配置されていること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項２】
導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、
前記加熱ローラの外周部における前記複数の誘導加熱磁界発生手段に対応する位置であって、当該誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置に当該加熱ローラの温度を検出する温度検出手段が設けられていること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項３】
導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、
前記加熱ローラの軸方向において隣接する各誘導加熱磁界発生手段は、それぞれの発生磁界が互いに直交するように配置されており、
前記加熱ローラの外周部における前記複数の誘導加熱磁界発生手段に対応する位置であって、当該誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置に当該加熱ローラの温度を検出する温度検出手段が設けられていること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項４】
導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、
前記加熱ローラの外周部における前記複数の誘導加熱磁界発生手段に対応する位置であって、当該誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置及び最小となる位置に、それぞれ当該加熱ローラの温度を検出する最大温度検出手段及び最小温度検出手段が設けられていること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項５】
導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、
前記加熱ローラの軸方向において隣接する各誘導加熱磁界発生手段は、それぞれの発生磁界が互いに直交するように配置されており、
前記加熱ローラの外周部における前記複数の誘導加熱磁界発生手段に対応する位置であって、当該誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置及び最小となる位置に、それぞれ当該加熱ローラの温度を検出する最大温度検出手段及び最小温度検出手段が設けられていること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の誘導加熱定着装置において、
前記加熱ローラが停止状態であって、かつ、前記誘導加熱手段が駆動状態であるときに、前記最大温度検出手段の検出温度と最小温度検出手段の検出温度との差が予め設定された温度差以上になった場合、前記加熱ローラを回転させる制御手段を備えたこと、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項７】
請求項４、５又は６に記載の誘導加熱定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、
当該画像形成装置の画像形成動作が待機状態であって、前記最大温度検出手段の検出温度と最小温度検出手段の検出温度との差が予め設定された温度差以下になった場合、前記加熱ローラを停止させる制御手段を備えたこと、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
当該画像形成装置の画像形成動作が待機状態であって、前記最大温度検出手段の検出温度と最小温度検出手段の検出温度との差が予め設定された温度差を超えた場合、前記加熱ローラを少なくとも９０度回転させる制御手段を備えたこと、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の誘導加熱定着装置において、
誘導加熱磁界発生手段は、加熱ローラの軸方向中央部に配置された中央ユニットと、この中央ユニットに隣接して加熱ローラの軸方向両端部に配置された二つの端部ユニットとからなり、前記加熱ローラの外周部における前記二つの端部ユニットのいずれか一方に対応する位置に当該加熱ローラの温度を検出する温度検出手段が設けられ、この温度検出手段の検出信号に基づいて前記二つの端部ユニットの駆動制御を行う制御手段を備えたこと、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項１１】
請求項１〜３又は１０のいずれか一項に記載の誘導加熱定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機等の画像形成装置に係り、詳しくは、誘導加熱方式の定着装置の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置には、記録材上のトナー画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定着装置は、内側に加熱源としての誘導加熱磁界発生手段が設けられた導電性の加熱ローラと、この加熱ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラとを備えている。
【０００３】
誘導加熱磁界発生手段は、誘導ローラの軸方向に延在する横長状のコアと、このコアに巻回された誘導コイルによって構成される。従来の誘導加熱磁界発生手段は、記録材の最大通紙幅に対応する長さに形成されているため、加熱ローラ全体（最大通紙幅）が加熱されることになる。そのため、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った。この問題を解決するための方法として、従来、誘導加熱磁界発生手段を複数分割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、被加熱材（記録材）の最大通紙幅にわたる長さの磁界発生手段を、被加熱材の通紙幅方向（加熱ローラの長手方向）分割して構成し、各分割磁界発生手段と被加熱材の幅の大小に応じて選択的に磁界の発生を制御するようにした加熱装置が開示されている。
【０００５】
しかし、磁界発生手段を分割配置した場合、隣接する励磁コイルの端部相互間で磁束の干渉が起こり、加熱ローラの軸方向での温度分布が不均一になるおそれがある。この問題を解決しうるものとして、特許文献２には、分割配置された磁界発生手段の相互間において、隣接する励磁コイル同士の磁束の干渉を防止するため、隣接する励磁コイルを夫々の軸方向の辺が周方向（回転方向）に間隔をあけて配設した定着装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１６００６号公報
【特許文献２】
特開２００１−６６９１８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、分割された磁界発生手段の配置間隔を広くすることは、その間隔に対応する位置の加熱ローラの温度低下を招来することとなる。
【０００８】
そこで本発明の課題は、磁界発生手段を分割配置した場合において、加熱ローラの温度分布を均一に保つことが可能な誘導加熱定着装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、前記加熱ローラの軸方向において隣接する各誘導加熱磁界発生手段は、それぞれの発生磁界が互いに直交するように配置されていること、を特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、前記加熱ローラの外周部における前記複数の誘導加熱磁界発生手段に対応する位置であって、当該誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置に当該加熱ローラの温度を検出する温度検出手段が設けられていること、を特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、前記加熱ローラの軸方向において隣接する各誘導加熱磁界発生手段は、それぞれの発生磁界が互いに直交するように配置されており、前記加熱ローラの外周部における前記複数の誘導加熱磁界発生手段に対応する位置であって、当該誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置に当該加熱ローラの温度を検出する温度検出手段が設けられていること、を特徴としている。
【００１２】
この請求項１〜３に記載の発明によれば、隣接する誘導加熱磁界発生手段のそれぞれの発生磁界が互いに直行するように配置されることによって、それぞれの発生磁界が干渉される事が低減され、隣接部の磁束密度の低下（即ち、加熱ローラの温度の低下。）を低減でき、加熱ローラの軸方向の温度分布を均一に保つことができる。更に、誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置に温度検出手段を設けることによって、加熱ローラの最大温度を検出することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、前記加熱ローラの外周部における前記複数の誘導加熱磁界発生手段に対応する位置であって、当該誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置及び最小となる位置に、それぞれ当該加熱ローラの温度を検出する最大温度検出手段及び最小温度検出手段が設けられていること、を特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、導電性加熱ローラの内部に当該加熱ローラの軸方向に分割して配置され、個々に独立して通電制御される複数の誘導加熱磁界発生手段を備えた誘導加熱定着装置において、前記加熱ローラの軸方向において隣接する各誘導加熱磁界発生手段は、それぞれの発生磁界が互いに直交するように配置されており、前記加熱ローラの外周部における前記複数の誘導加熱磁界発生手段に対応する位置であって、当該誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置及び最小となる位置に、それぞれ当該加熱ローラの温度を検出する最大温度検出手段及び最小温度検出手段が設けられていること、を特徴としている。
【００１５】
この請求項４及び５に記載の発明によれば、誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置及び最小となる位置にそれぞれ温度検出手段を設けることによって、加熱ローラの最大温度及び最小温度を検出することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の誘導加熱定着装置において、前記加熱ローラが停止状態であって、かつ、前記誘導加熱手段が駆動状態であるときに、前記最大温度検出手段の検出温度と最小温度検出手段の検出温度との差が予め設定された温度差以上になった場合、前記加熱ローラを回転させる制御手段を備えたこと、を特徴としている。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項４、５又は６に記載の誘導加熱定着装置を備えたことを特徴としている。
【００１８】
この請求項６及び７に記載の発明によれば、加熱ローラの温度差が予め設定された温度差を超えた場合、加熱ローラを回転させることによって、加熱ローラの周方向の温度分布を均一にすることができ、更にウォームアップ時間を短縮することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、当該画像形成装置の画像形成動作が待機状態であって、前記最大温度検出手段の検出温度と最小温度検出手段の検出温度との差が予め設定された温度差以下になった場合、前記加熱ローラを停止させる制御手段を備えたこと、を特徴としている。
【００２０】
この請求項８に記載の発明によれば、加熱ローラの温度差が予め設定された温度差以下のとき加熱ローラの回転を停止させることによって、加熱ローラの周方向の温度分布が十分適切な温度分布に達していると判断することができ、加熱ローラを回転させる必要がなくなるため、省エネルギーに配慮することができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の画像形成装置において、当該画像形成装置の画像形成動作が待機状態であって、前記最大温度検出手段の検出温度と最小温度検出手段の検出温度との差が予め設定された温度差を超えた場合、前記加熱ローラを少なくとも９０度回転させる制御手段を備えたこと、を特徴としている。
【００２２】
この請求項９に記載の発明によれば、加熱ローラの温度差が予め設定された温度差を超えたとき加熱ローラを少なくとも９０°回転させることによって、加熱ローラの周方向に生じる温度分布を一定以上の状態に保つことができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の誘導加熱定着装置において、誘導加熱磁界発生手段は、加熱ローラの軸方向中央部に配置された中央ユニットと、この中央ユニットに隣接して加熱ローラの軸方向両端部に配置された二つの端部ユニットとからなり、前記加熱ローラの外周部における前記二つの端部ユニットのいずれか一方に対応する位置に当該加熱ローラの温度を検出する温度検出手段が設けられ、この温度検出手段の検出信号に基づいて前記二つの端部ユニットの駆動制御を行う制御手段を備えたこと、を特徴としている。
【００２４】
この請求項１０に記載の発明によれば、誘導加熱磁界発生手段の二つの端部ユニットのいずれか一方に対応する位置に温度検出手段を設け、この温度検出手段の検出信号に基づいて二つの端部ユニットの駆動制御が行われることによって、片方の誘導加熱磁界発生手段に設置された温度検出手段からの検出信号で両端の誘導加熱磁界発生手段に対向した加熱ローラの周方向の温度分布を把握することができ、両端それぞれに設置する場合に比べて温度検出手段などのセンサや周辺回路などの部材コストを低減することができ、また部材数を削減できるため故障の原因を減少させることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜３又は１０のいずれか一項に記載の誘導加熱定着装置を備える画像形成装置であることを特徴としている。
【００２６】
この請求項１１に記載の発明によれば、画像形成装置に用いられる誘導加熱定着装置の加熱ローラの温度分布を、加熱ローラの長手方向、加熱ローラの周方向の温度分布を均一に保つことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
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。
図１に、本発明の実施の形態における画像形成装置１の概略構成を示す。
図１に示すように、画像形成装置１は、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により現像剤（トナー）を用いて現像してトナー画像として可視化し、得られたトナー画像を感光ドラム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。トナー画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。
【００２８】
一方、トナー画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（以下、定着装置と称す。）４０に送られる。この定着装置４０において記録材Ｐ上の未定着トナー画像が定着され、記録材Ｐ上にプリント画像が得られる。
【００２９】
定着装置４０は、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を形成する加圧ローラ２０と、加熱ローラ１０内に設けられた誘導加熱磁界発生手段としてのコアと誘導コイルとから構成される。
記録材Ｐ上のトナー画像は、加熱ローラ１０と加圧ローラ２０との圧接部のニップＮを通過する際に定着される。
【００３０】
図２に、誘導加熱磁界発生手段の構成の概要を示す。
図２は加熱ローラ１０の縦断面図である。
図２に示すように、加熱ローラ１０の内側には、加熱ローラ１０の軸方向一端側から他端側に亘って、誘導加熱磁界発生手段としての第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂａ（端部ユニット）、中央部に第１磁界発生部１１０（中央ユニット）、他端部側に第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂ（端部ユニット）が軸方向に所定のギャップを空けて配置されている。また、加熱ローラ１０の外周側には、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、第１磁界発生部１１０（中央ユニット）、第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂ（端部ユニット）から発生される誘導磁界の磁束密度が最大となる位置及び最小となる位置に温度検出手段としての第１最高温度検出部１３１ａ及び第１最低温度検出部１３１ｂ、第２最高温度検出部１３２ａ及び第２最低温度検出部１３２ｂが配置されている（図４参照）。
【００３１】
誘導コイルが発生する磁界は、コイル軸に対して垂直に交わる方向では誘導磁界の磁束密度が最大となり、コイル軸と同方向では最小となる。そのため加熱ローラ１０が停止した状態で加熱されるとき、加熱ローラ１０の回転方向の温度分布は、コイル軸と垂直に交わる方向の位置では高く、コイル軸と同方向の位置では低くなり、不均一な温度分布となってしまう。そこで加熱ローラ１０の最高温度と最低温度とを検出するための温度検出部を、各磁界発生部に対向する位置、かつ、コイル軸に対して垂直に交わる方向の位置に最高温度検出部、コイル軸と同方向の位置に最低温度検出部を配置する。
【００３２】
第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂは、同一電源から電流が供給されるため、第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂの温度分布は同一と考えられる。そのため、第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂのいずれか一方に対向する位置に第２最高温度検出部１３２ａ、第２最低温度検出部１３２ｂが設置されている。
【００３３】
なお、第１最高温度検出部１３１ａ、第１最低温度検出部１３１ｂ、第２最高温度検出部１３２ａ、第２最低温度検出部１３２ｂ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など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近傍の温度を検知できるものであればよく、この限りではない。
【００３４】
このように、磁界発生部が分割配置されている場合、どちらか一方の磁界発生部に最高温度検出部、最低温度検出部を設置することで、片方の磁界発生部に設置された最高温度検出部、最低温度検出部からの検出信号で両端の磁界発生部に対向した加熱ローラ１０の周方向の温度分布を把握することができ、両端に設置する場合に比べて最高温度検出部、最低温度検出部などのセンサや周辺回路などの部材や設置コストを低減することができ、また部材数を削減できるため故障の原因を減少させることができる。
なお、通紙される記録材Ｐの幅の種類に応じて、更に磁界発生部を複数分割配置してもよい。
【００３５】
図３に、磁界発生部の構成例を斜視図で示す。
図３に示すように、第１磁界発生部１１０は、第１コア１１１と第１コア１１１の周囲に加熱ローラ１０の軸方向に巻かれた第１誘導コイル１１２とから成る。第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂは第２コア１２１と第２コア１２１の周囲に加熱ローラ１０の軸方向に巻かれた第２誘導コイル１２２とから成る。
【００３６】
また、隣接する第１磁界発生部１１０と第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂとは、第１磁界発生部１１０のコイル軸ｘと第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂのコイル軸ｙとが加熱ローラ１０の周方向に９０°の位相差となるように配置されている。
このように配置したことにより、第１磁界発生部１１０と第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂとが隣接するギャップでは、夫々発生する磁界の方向が垂直に交わるため、磁界の干渉が低減され、ギャップでの磁束密度の低下を軽減することができ、加熱ローラ１０の軸方向の温度分布を均一に保つことができる。
【００３７】
図４に、加熱ローラ１０の径断面図を示す。
図４（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図である。なお、第２磁界発生部１２０ｂの断面図は、温度検出部１３２ａ、１３２ｂが配置されていない図４（ａ）と同様であるため省略する。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、第１誘磁界発生部１１０のコイル軸ｘに垂直に交わる方向に加熱ローラ１０の最高温度の検出を行う第１最高温度検出部１３１ａを配置し、コイル軸ｘと同方向に最低温度の検出を行う第１最低温度検出部１３１ｂを配置する。
【００３９】
図４（ａ）と同様に、図４（ｂ）に示すように、第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂのコイル軸ｙに垂直に交わる方向に加熱ローラ１０の最高温度の検出を行う第２最高温度検出部１３２ａを配置し、コイル軸ｙと同方向に最低温度の検出を行う第２最低温度検出部１３２ｂを配置する。
【００４０】
なお、異常時に電流を遮断するための部材、加熱ローラ１０のクリーニング部材など、加熱ローラ１０周辺部材の取り付け位置を考慮する必要があるため、第１磁界発生部１１０のコイル軸ｘ及び第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂのコイル軸ｙは、加熱ローラ１０と加圧ローラ２０とのローラ軸を結ぶ線ｒに対して、加熱ローラ１０の回転方向に±４５°ずらして配置されることが好ましい。
【００４１】
図５に、図４の定着装置４０の制御構成図を示す。
図５に示すように、定着装置４０は、第１コア１１１、第２コア１２１、第１誘導コイル１１２、第２誘導コイル１２２、加熱ローラ１０などから構成される装置系と、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、第１最高温度検出部１３１ａ、第１最低温度検出部１３１ｂ、第２最高温度検出部１３２ａ、第２最低温度検出部１３２ｂとから構成されており、第１誘導コイル１１２及び第２誘導コイル１２２への通電制御及び加熱ローラ１０の回転制御を行う制御部１００によって駆動される。
【００４２】
また、加熱ローラ１０の回転軸１１は、駆動ギアＧに接続されており、駆動ギアＧはモータＭに接続される。制御部１００からのモータ駆動信号ＳＭがモータＭのドライブ回路ＤＶに送られると、モータ駆動信号ＳＭに基づいてモータＭが駆動され、駆動ギアＧを介して加熱ローラ１０が回転制御される。
【００４３】
第１ＩＨ回路部７１は、第１誘導コイル１１２と並列に第１誘導コイル１１２に常に一定周波数の交流電流が流れるための第１コンデンサＣ１と、第１誘導コイル１１２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ＳＷ１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。
同様に、第２ＩＨ回路部７２は、第２誘導コイル１２２と並列に第２誘導コイル１２２に常に一定周波数の交流電流が流れるための第２コンデンサＣ２と、第２誘導コイル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。
【００４４】
なお、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。
【００４５】
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に変換し、第１ＩＨ回路部７１に出力する。
第１ＩＨ回路部７１は、第１整流回路部６１からの直流電流を第１誘導コイル１１２に誘導磁界を発生させるための交流電流に変換し、制御部１００からの第１電流制御信号Ｓ１に基づいて第１ゲートドライバ回路ＧＤ１はオン／オフのタイミング信号を第１スイッチング素子ＳＷ１に与えることによって第１誘導コイル１１２への電流供給を行う回路を形成している。
第１最高温度検出部１３１ａは、第１誘導コイル１１２と第１コア１１１から発生される誘導磁界の磁束密度が最大となる位置に対向する加熱ローラ１０の温度（第１最高温度Ｔ１ｍａｘ）を検出する。第１最低温度検出部１３１ｂは、第１誘導コイル１１２と第１コアから発生される誘導磁界の磁束密度が最小となる位置に対向する加熱ローラ１０の温度（第１最低温度Ｔ１ｍｉｎ）を検出する。検出された第１最高温度Ｔ１ｍａｘ及び第１最低温度Ｔ１ｍｉｎは、制御部１００に出力される。
【００４６】
第１整流回路６１と同様に、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に変換し、第２ＩＨ回路部７２に出力する。
第２ＩＨ回路部７２は、第２整流回路部６２からの直流電流を第２誘導コイル１２２に誘導磁界を発生させるための交流電流に変換し、制御部１００からの電流制御信号Ｓ２に基づいて第２ゲートドライバ回路ＧＤ２はオン／オフのタイミング信号を第２スイッチング素子ＳＷ２に与えることによって、両端部に分割配置された第２誘導コイル１２２へ同時に電流供給を行う回路を形成している。
第２最高温度検出部１３２ａは、第２誘導コイル１２２と第２コア１２１から発生される誘導磁界の磁束密度が最大となる位置に対向する加熱ローラ１０の温度（第２最高温度Ｔ２ｍａｘ）を検出する。第２最低温度検出部１３２ｂは、第２誘導コイル１２２と第１コア１２１から発生される誘導磁界の磁束密度が最小となる位置に対向する加熱ローラ１０の温度（第２最低温度Ｔ２ｍｉｎ）を検出する。検出された第２最高温度Ｔ２ｍａｘ及び第２最低温度Ｔ２ｍｉｎは、制御部１００に出力される。
【００４７】
図６に、制御部１００のブロック構成図を示す。
図６に示すように、制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、記憶部１０４などにより構成され、各部は通信手段としてのバス１０５により接続される。
【００４８】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２や記憶部１０４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、データを読み出して、ＲＡＭ１０３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。システム全体のタイミング制御、ＲＡＭ１０３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、操作表示部、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）や動作制御を行うものである。
【００４９】
ＲＯＭ１０２内には、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、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、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する。
【００５０】
ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１により制御実行される各種処理において、ＲＯＭ１０２や記憶部１０４から読み出されたプログラム、入力、若しくは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。
【００５１】
記憶部１０４は、本実施の形態を実現するために、第１最高温度検出部１３１ａ、第１最低温度検出部１３１ｂ、第２最高温度検出部１３２ａ、第２最低温度検出部１３２ｂからの検出温度に基づいて第１誘導コイル１１２、第２誘導コイル１２２へ供給される電流を指示するための信号（即ち、第１電流制御信号Ｓ１、第１電流制御信号Ｓ２。）を算出するための電流制御信号算出部１０４ａと、第１最高温度検出部１３１ａ、第１最低温度検出部１３１ｂから検出された第１最高温度Ｔ１ｍａｘ、第１最低温度Ｔ１ｍｉｎとの温度差である第１温度差Ｔ１ｄと、第２最高温度検出部１３２ａ、第２最低温度検出部１３２ｂから検出された第２最高温度Ｔ２ｍａｘ、第２最低温度Ｔ２ｍｉｎとの温度差である第２温度差Ｔ２ｄと、所定時間内での最大温度差Ｔｄｍａｘとを算出するための温度差算出部１０４ｂと、動作条件と算出された温度差とに基づいて加熱ローラ１０を駆動させるためのモータ制御部１０４ｃとを保持する。
【００５２】
電流制御信号算出部１０４ａは、加熱ローラ１０の定着温度の適正値として、予め設定された目標温度Ｔｓを有しており、第１最高温度検出部１３１ａ、第１最低温度検出部１３１ｂから検出された第１最高温度Ｔ１ｍａｘ、第１最低温度Ｔ１ｍｉｎのいずれか一方が目標温度Ｔｓ以上のとき第１誘導コイル１１２への電流の供給を停止し、目標温度Ｔｓ未満であったとき第１誘導コイル１１２への電流の供給を行うことを指示する第１電流制御信号Ｓ１を算出する。
同様に、第２最高温度検出部１３２ａ、第２最低温度検出部１３２ｂから検出された第２最高温度Ｔ２ｍａｘ、第２最低温度Ｔ２ｍｉｎと目標温度Ｔｓとに基づいて第２誘導コイル１２２への電流供給の指示を行う第２電流制御信号Ｓ２を算出する。
第１誘導コイル１１２及び第２誘導コイル１２２は第１電流制御信号Ｓ１、第２電流制御信号Ｓ２により夫々独立に通電制御される。
【００５３】
モータ制御部１０４ｃは、算出された第１温度差Ｔ１ｄと、第２温度差Ｔ２ｄと比較するために予め設定された基準温度差として第１基準温度差Ｔｄ１、第２基準温度差Ｔｄ２、第３基準温度差Ｔｄ３を有する。
また、ウォームアップ時に算出された温度差のいずれか１つが第１基準温度差Ｔｄ１以上であったとき加熱ローラが回転されるモータ回転開始信号ＳＭ１、待機時に算出された所定時間内での最大温度差Ｔｄｍａｘが第２基準温度差Ｔｄ２以下であったとき加熱ローラが停止されるモータ回転停止信号ＳＭ２、待機時に算出された温度差のいずれか１つが第３基準温度差Ｔｄ３を超えたとき加熱ローラが９０°回転後停止されるモータ９０°回転信号ＳＭ３、などの指示信号を保持する。
なお、記憶部１０４は、ＲＯＭ１０２の一部の記憶領域を使用して構成することも可能である。
【００５４】
なお、上記した動作条件において、「画像形成時」とは、画像形成装置１によって記録材Ｐに画像形成を行っている状態を示し、「ウォームアップ時」とは、加熱ローラ１０を定着可能な温度まで上昇させる状態を示し、「待機時」とは、所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状態を示す。
【００５５】
また、制御部１００は、定着装置４０内に含まれた定着装置４０の固有の制御手段であってもよく、また、画像形成装置１内の各部と相互に各種情報を送受信可能に接続されており、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、各部を統括している制御手段に含まれるものでもよい。
【００５６】
＜電流制御信号Ｓ１の動作フロー＞
図７に、第１誘導コイル１１２への電流供給の指示を行う第１電流制御信号Ｓ１の動作フローを示す。
画像形成時、ウォームアップ時、待機時などの動作条件に基づいて第１誘導コイル１１２に対向する加熱ローラ１０を加熱するかが判断される（ステップＳ１）。第１誘導コイル１１２に対向する加熱ローラ１０が加熱される場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、第１最高温度検出部１３１ａ、第２最低温度検出手段１３１ｂから第１最高温度Ｔ１ｍａｘ、第１最低温度Ｔ１ｍｉｎが検出される（ステップＳ２）。検出された第１最高温度Ｔ１ｍａｘ、第１最低温度Ｔ１ｍｉｎのいずれか一方が目標温度Ｔｓ以上かが判断される（ステップＳ３）。加熱ローラ１０を加熱しない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、第１電流制御信号Ｓ１の動作フローが終了される。
【００５７】
目標温度Ｔｓ以上である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、第１電流制御信号Ｓ１は、第１誘導コイル１１２への電流の供給を停止するよう第１ＩＨ回路部７１に出力される。第１ＩＨ回路部７１に入力された第１電流制御信号Ｓ１に基づいてスイッチング素子ＳＷ１が動作され誘導コイル１１２への電流の供給が停止される（ステップＳ４）。
【００５８】
目標温度Ｔｓ未満である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、第１電流制御信号Ｓ１は、第１誘導コイル１１２への電流の供給を行うよう第１ＩＨ回路部７１に出力される。第１ＩＨ回路部７１に入力された第１電流制御信号Ｓ１に基づいてスイッチング素子ＳＷ１が動作され誘導コイル１１２への電流の供給が行われる（ステップＳ５）。
【００５９】
第２誘導コイル１２２への電流供給の指示を行う第２電流制御信号Ｓ２の動作は、第１電流制御信号Ｓ１の動作と同様であるため、その動作フロー図及び説明は省略する。
【００６０】
第１磁界発生部１１０及び第２磁界発生部１２０ａ、１２０ｂの第１誘導コイル１１２及び第２誘導コイル１２２が温度検出手段からの検出温度に基づいて夫々独立に通電制御されることによって、加熱ローラ１０の長手方向の温度分布を均一に保つことができると共に、通紙される記録材Ｐのサイズ幅及び画像形成装置１の動作条件に応じて温度分布を変更することができる。
【００６１】
〈ウォームアップ時の動作フロー〉
図８に、ウォームアップ時の加熱ローラ１０の回転動作フローを示す。
ウォームアップが開始されるとき、制御部１００からの第１電流制御信号Ｓ１、第２電流制御信号Ｓ２に基づいて第１誘導コイル１１２、第２誘導コイル１２２共に電流が供給される（ステップＳ１１）。このとき、加熱ローラ１０が停止されているかの判断が行われる（ステップＳ１２）。
【００６２】
加熱ローラ１０が停止されている場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、第１最高温度検出部１３１ａから第１最高温度Ｔ１ｍａｘ、第１最低温度検出部１３１ｂから第１最低温度Ｔ１ｍｉｎが検出され、同様に、第２高温度検出手段１３２ａから第２最高温度Ｔ２ｍａｘ、第２最低温度検出部１３２ｂから第２最低温度Ｔ２ｍｉｎが検出され、夫々制御部１００の温度差算出部１０４ｂにより第１温度差Ｔ１ｄ、第２温度差Ｔ２ｄが算出される（ステップＳ１３）。
加熱ローラ１０が停止されていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ウォームアップ時の動作が終了される。
【００６３】
算出された第１温度差Ｔ１ｄ、第２温度差Ｔ２ｄのいずれか一方が第１基準温度差Ｔｄ１以上であった場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、モータＭを回転させるようモータ回転開始信号ＳＭ１がドライブ回路ＤＶに出力される（ステップＳ１５）。モータ回転開始信号ＳＭ１に従って回転されたモータＭは、駆動ギアＧを介して加熱ローラ１０を回転させる（ステップＳ１６）。第１基準温度差Ｔｄ１未満の場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、加熱ローラ１０は停止した状態のまま加熱される。
【００６４】
画像形成が行されるかの判断が行われ（ステップＳ１７）、画像形成を行う場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）画像形成の動作フローに移行しウォームアップ時の動作は終了される。画像形成を行わない場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）ウォームアップ時の動作を続ける。
【００６５】
ウォームアップ時において、予め設定された基準温度差以上のとき加熱ローラ１０が回転されることによって、加熱ローラ１０の周方向の温度分布の不均一を低減し、更にウォームアップ時間を短縮することができる。
【００６６】
なお、第１誘導コイル１１２と第２誘導コイル１２２とによって加熱ローラ１０をウォームアップさせるときの動作において説明したが、記録材Ｐの通紙幅が第１磁界発生部１１０の幅以内であるときは、第１誘導コイル１１２のみに電流を供給して第１最高温度検出部１３１ａと第１最低温度検出部１３１ｂとから検出され第１最高温度Ｔ１ｍａｘと第１最低温度Ｔ１ｍｉｎとの温度差Ｔ１ｄに基づいて加熱ローラ１０を回転させてもよい。
また、複数の誘導コイルが存在する場合には、いずれか１組の最高温度と最低温度との温度差が第１基準温度差Ｔｄ１以上になったとき、加熱ローラ１０を回転させてもよい。
【００６７】
〈待機時の動作フロー１〉
図９に、待機時の加熱ローラ１０の回転動作フロー１を示す。
待機時のとき（ステップＳ２１）、加熱ローラ１０が回転しているかの判断が行われる（ステップＳ２２）。
【００６８】
加熱ローラ１０が回転されている場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、所定時間（例えば、加熱ローラ１０が１回転する時間。）第１最高温度検出部１３１ａから第１最高温度Ｔ１ｍａｘ、第１最低温度検出部１３１ｂから第１最低温度Ｔ１ｍｉｎが検出され、同様に、第２高温度検出手段１３２ａから第２最高温度Ｔ２ｍａｘ、第２最低温度検出部１３２ｂから第２最低温度Ｔ２ｍｉｎが検出され、夫々制御部１００の温度差算出部１０４ｂにより第１温度差Ｔ１ｄ、第２温度差Ｔ２ｄが算出され、所定時間内で温度差が最大となるときの最大温度差Ｔｄｍａｘが算出される（ステップＳ２３）。
加熱ローラ１０が回転されていない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、待機時の動作１が終了される。
【００６９】
算出された最大温度差Ｔｄｍａｘが第２基準温度差Ｔｄ２以下であった場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、モータＭを停止させるようモータ回転開始信号ＳＭ２がドライブ回路ＤＶに出力される（ステップＳ２５）。モータ回転停止信号ＳＭ２に従ってモータＭが停止されると、駆動ギアＧを介して加熱ローラ１０が停止される（ステップＳ２６）。第２基準温度差Ｔｄ２を超えた場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、加熱ローラ１０は回転した状態のまま加熱される。
【００７０】
画像形成が行されるか判断が行われ（ステップＳ２７）、画像形成が行われる場合には（ステップＳ２７：ＹＥＳ）画像形成の動作フローに移行し待機時の動作１は終了される。画像形成が行われない場合には（ステップＳ２７：ＮＯ）待機時の動作１を続ける。
【００７１】
待機時において、加熱ローラ１０の所定時間内の最大温度差が第２基準温度差以下の場合に加熱ローラ１０の回転が停止されることによって、加熱ローラの周方向の温度分布が十分な定着温度分布に達していると判断され、常時加熱ローラ１０を回転させる必要がなくなり、省エネルギーに配慮することができる。
【００７２】
〈待機中の動作フロー２〉
図１０に、待機時の加熱ローラ１０の回転動作フロー２を示す。
待機時のとき（ステップＳ３１）、加熱ローラ１０が停止されているかの判断が行われる（ステップＳ３２）。
【００７３】
加熱ローラ１０が停止されている場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、第１最高温度検出部１３１ａから第１最高温度Ｔ１ｍａｘ、第１最低温度検出部１３１ｂから第１最低温度Ｔ１ｍｉｎが検出され、同様に、第２高温度検出手段１３２ａから第２最高温度Ｔ２ｍａｘ、第２最低温度検出部１３２ｂから第２最低温度Ｔ２ｍｉｎが検出され、夫々制御部１００の温度差算出部１０４ｂにより第１温度差Ｔ１ｄ、第２温度差Ｔ２ｄが算出される（ステップＳ３３）。
加熱ローラ１０が停止されていない場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、待機時の動作２が終了される。
【００７４】
算出された第１温度差Ｔ１ｄ、第２温度差Ｔ２ｄのいずれか一方が第３基準温度差Ｔｄ３を超えた場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、加熱ローラ１０を９０°回転後停止させるようモータ９０°回転信号ＳＭ３がドライブ回路ＤＶに出力される（ステップＳ３５）。モータ９０°回転信号ＳＭ３に従ってモータＭが駆動されると、駆動ギアＧを介して加熱ローラ１０が９０°回転後停止される（ステップＳ３６）。第３基準温度差Ｔｄ３以下であった場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、加熱ローラ１０は停止した状態のまま加熱される。
【００７５】
画像形成が行われるかの判断が行われ（ステップＳ３７）、画像形成が行われる場合には（ステップＳ３７：ＹＥＳ）画像形成の動作フローに移行し待機時の動作２は終了される。画像形成が行われない場合には（ステップＳ３７：ＮＯ）待機時の動作２を続ける。
【００７６】
待機時中に加熱ローラを常時回転させずに、所定温度差以上で９０°回転後停止させることによって、加熱ローラ１０の周方向に生じる温度分布を一定以上の状態に保つことができる。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１〜３に記載の発明によれば、隣接する誘導加熱磁界発生手段のそれぞれの発生磁界が互いに直行するように配置されることによって、それぞれの発生磁界が干渉される事が低減され、隣接部の磁束密度の低下（即ち、加熱ローラの温度の低下。）を低減でき、加熱ローラの軸方向の温度分布を均一に保つことができる。更に、誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置に温度検出手段を設けることによって、加熱ローラの最大温度を検出することができる。
【００７８】
請求項４及び５に記載の発明によれば、請求項１〜３と同様の効果を得られるのは勿論のこと、誘導加熱磁界発生手段が発生する磁束の密度が最大となる位置及び最小となる位置にそれぞれ温度検出手段を設けることによって、加熱ローラの最大温度及び最小温度を検出することができる。
【００７９】
請求項６及び７に記載の発明によれば、請求項４及び５と同様の効果を得られるのは勿論のこと、加熱ローラの温度差が予め設定された温度差を超えた場合、加熱ローラを回転させることによって、加熱ローラの周方向の温度分布を均一にすることができ、更にウォームアップ時間を短縮することができる。
【００８０】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７と同様の効果を得られるのは勿論のこと、加熱ローラの温度差が予め設定された温度差以下のとき加熱ローラの回転を停止させることによって、加熱ローラの周方向の温度分布が十分適切な温度分布に達していると判断することができ、加熱ローラを回転させる必要がなくなるため、省エネルギーに配慮することができる。
【００８１】
請求項９に記載の発明によれば、請求項７及び８と同様の効果を得られるのは勿論のこと、加熱ローラの温度差が予め設定された温度差を超えたとき加熱ローラを少なくとも９０°回転させることによって、加熱ローラの周方向に生じる温度分布を一定以上の状態に保つことができる。
【００８２】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるのは勿論のこと、誘導加熱磁界発生手段の二つの端部ユニットのいずれか一方に対応する位置に温度検出手段を設け、この温度検出手段の検出信号に基づいて二つの端部ユニットの駆動制御が行われることによって、片方の誘導加熱磁界発生手段に設置された温度検出手段からの検出信号で両端の誘導加熱磁界発生手段に対向した加熱ローラの周方向の温度分布を把握することができ、両端それぞれに設置する場合に比べて温度検出手段などのセンサや周辺回路などの部材コストを低減することができ、また部材数を削減できるため故障の原因を減少させることができる。
【００８３】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜３又は１０と同様の効果を得られるのは勿論のこと、画像形成装置に用いられる誘導加熱定着装置の加熱ローラの温度分布を、加熱ローラの長手方向、加熱ローラの周方向の温度分布を均一に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像形成装置１の概略構成である。
【図２】磁界発生部の構成の概要を示す。
【図３】磁界発生部の斜視図である。
【図４】加熱ローラ１０の径断面図である。
【図５】定着装置４０の制御構成図である。
【図６】制御部１００のブロック構成図である。
【図７】第１電流制御信号Ｓ１の動作フローである。
【図８】ウォームアップ時の加熱ローラ１０の回転動作フローである。
【図９】待機時の加熱ローラ１０の回転動作フロー１である。
【図１０】待機時の加熱ローラ１０の回転動作フロー２である。
【符号の説明】
１０    加熱ローラ
１００    制御手段
１０１    ＣＰＵ
１０２    ＲＯＭ
１０３    ＲＡＭ
１０４    記憶部
１０４ａ    電流制御信号算出部
１０４ｂ    温度差算出部
１０４ｃ    モータ制御部
１０５    バス
１１    回転軸
１１０    第１磁界発生部（中央ユニット）
１１１、１２１    （第１、２）コア
１１２、１２２    （第１、２）誘導コイル
１２０ａ、１２０ｂ    第２磁界発生部（端部ユニット）
１３１ａ、１３２ａ    （第１、２）最高温度検出部
１３１ｂ、１３２ｂ    （第１、２）最低温度検出部
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  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
Ｃ１、Ｃ２    （第１、２）コンデンサ
ＤＶ    ドライブ回路
Ｇ      駆動ギア
Ｍ      モータ
Ｎ      ニップ部
Ｐ      記録材
ｒ      ローラ軸を結ぶ線
Ｓ１    第１電流制御信号
Ｓ２    第２電流制御信号
ＳＭ    モータ駆動信号
ＳＭ１    モータ回転開始信号
ＳＭ２    モータ回転停止信号
ＳＭ３    モータ９０°回転信号
ＳＷ１、ＳＷ２    （第１、２）スイッチング素子
Ｔ１ｍａｘ、Ｔ２ｍａｘ    （第１、２）最高温度
Ｔ１ｍｉｎ、Ｔ２ｍｉｎ    （第１、２）最低温度
Ｔ１ｄ、Ｔ２ｄ    （第１、２）温度差
Ｔｄｍａｘ    最大温度差
Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３    （第１、２、３）基準温度差
ｘ      第１磁界発生部のコイル軸
ｙ      第２磁界発生部のコイル軸
【図１】
2005031140.tif 000003
【図２】
2005031140.tif 000004
【図３】
2005031140.tif 000005
【図４】
2005031140.tif 000006
【図５】
2005031140.tif 000007
【図６】
2005031140.tif 000008
【図７】
2005031140.tif 000009
【図８】
2005031140.tif 000010
【図９】
2005031140.tif 000011
【図１０】
2005031140.tif 000012