(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱される加熱コイルを用いて定着を行い、前記加熱コイルへの電流供給の有無をスイッチング素子により切替える定着装置であって、
前記加熱コイルに流れる電流を電圧値として検出し、前記スイッチング素子を閉とするための駆動パルスを送出した時点から前記電圧値が前記加熱コイルの特性値に応じて定められたコイル電流の最大限界値に対応する所定の電圧値に到達するまでの時間間隔を測定する電圧検出手段と、
前記時間間隔に基づいて、前記スイッチング素子が閉となっている間隔を示す時間幅の許容範囲を算出する制御手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記コイル電流の最大限界値に依存せずに決定された前記時間幅の範囲を示すデフォルト値と、前記電圧検出手段が備える測定回路の公差を吸収するための調整値と、を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記時間間隔に加え、さらに前記デフォルト値と前記調整値とに基づいて、前記時間幅の許容範囲を算出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】
前記記憶手段が記憶する前記調整値をオペレータの操作に応じて変更する調整値変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
誘導加熱される加熱コイルを用いて定着を行い、前記加熱コイルへの電流供給の有無をスイッチング素子により切替える定着装置における定着方法であって、
前記加熱コイルに流れる電流を電圧値として検出し、前記スイッチング素子を閉とするための駆動パルスを送出した時点から前記電圧値が前記加熱コイルの特性値に応じて定められたコイル電流の最大限界値に対応する所定の電圧値に到達するまでの時間間隔を測定する電圧認識ステップと、
前記時間間隔に基づいて、前記スイッチング素子が閉となっている間隔を示す時間幅の許容範囲を算出する制御ステップと、
を含むことを特徴とする定着方法。
【請求項５】
前記定着装置は、前記コイル電流の最大限界値に依存せずに決定された前記時間幅の範囲を示すデフォルト値と、前記電圧認識ステップで用いる測定回路の公差を吸収するための調整値と、を記憶する記憶手段を備え、
前記制御ステップでは、前記時間間隔に加え、さらに前記デフォルト値と前記調整値とに基づいて、前記時間幅の許容範囲を算出することを特徴とする請求項４に記載の定着方法。
【請求項６】
前記記憶手段が記憶する前記調整値をオペレータの操作に応じて変更する調整値変更ステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の定着方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の定着方法をコンピュータに実行させることを特徴とする定着プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気コイル（誘導加熱コイル）に通電してその直近の導電体に誘導電流を発生させる誘導加熱を使用した定着装置およびその定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、交流を整流した直流電流を、インバータでチョッピングして、誘導加熱コイルとそれに接続した共振用コンデンサを含む共振回路に給電するＰＷＭ（Pulse  Wide  ModulatiＯＮ）制御により誘導加熱を制御する定着装置、定着方法および定着プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ装置などの画像形成装置では、熱と圧力でトナーを紙に定着させる方式が多く採用されている。この定着に用いる加熱方式として、電気コイルに通電し、その直近の導電体に誘導電流を発生させることにより生じる発熱を用いた誘導加熱方式がある。誘導加熱方式を用いた定着装置では、なんらかの制御手段によってスイッチング素子の駆動波形を生成し、当該駆動波形の周波数とＯＮ／ＯＦＦのデューティによって温度をコントロールする。たとえば、スイッチング素子がＯＮとなる時間が長い程、加熱するエネルギーが大きくなる。
【０００３】
誘導加熱方式では、スイッチング素子をＯＦＦした際に、その両端に共振電圧が発生する。共振電圧が発生している最中にスイッチング素子をＯＮすると、スイッチング素子に多大なストレスが加わり、破壊に至る可能性もある。このため、連続する駆動パルス生成の際、ＯＮタイミング（ＯＮ時間幅）は共振電圧発生時間帯を避けるようにする必要がある。
【０００４】
従来の誘導加熱方式の定着装置では、連続する駆動パルス生成のＯＮタイミング（ＯＮ時間幅）は、固定範囲内でのみ可変であり、この固定範囲は設計計算や実測値に基づいて充分なマージンを持たせて決定していた。たとえば、スイッチング素子としてＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いる場合、ＯＮ時間幅は、ＩＧＢＴの定格や最適な周波数範囲、コイル電流波形の回路的飽和等によって制限される。ＯＮ時間幅の固定範囲は、これらを考慮して充分にマージンを持った値に決定する必要がある。
【０００５】
また、加熱部をスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦにより制御する定着装置としては、たとえば、下記特許文献１では、商用ＡＣ電源から入力する電流を整流する主電源回路と電気二重層コンデンサを有する補助電源回路との２方式の電源を切り換えることにより、加熱効率を向上して立上り時間を短縮することができる加熱装置、定着装置および画像形成装置が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献２では、冷えた状態で定着装置を立ちあげるときに、充電されたキャパシタから電力を供給し、ヒータのエレメントを所定の時間暖めてから商用交流電源に切り換えることにより、商用交流電源に大電流が流れることよる電圧変動を防ぐ定着装置が開示されている。この、定着装置では、キャパシタからの電力供給をＯＦＦして所定の時間をおいて、商用電源からの電力供給に切り換えることにより、両者が同時にＯＮすることによる、素子の破損、異常電力の供給という事態を解消している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１８４９６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の誘導加熱方式の定着装置では、連続する駆動パルス生成のＯＮタイミング（ＯＮ時間幅）は、スイッチング素子の定格などに基づいて十分なマージンを設定して決められる。このため、たとえば、駆動パルスの最低周波数に回路的限界と無関係にＯＮ可能時間幅をより短く制限してしまうなど、個々の装置に対してＯＮ時間が必ずしも最適ではなく、発熱効率を向上させることができない、という問題があった。また、上記特許文献１および特許文献２に記載の定着装置では、誘導加熱方式による加熱を想定していないため、スイッチング素子をＯＦＦした際の共振電圧については考慮されていない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、個々の装置に対して最適なスイッチング素子ＯＮ時間幅を設定して、装置の発熱効果を向上させ、更なる省エネルギー化を進めることができる定着装置、定着方法および定着プログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、誘導加熱される加熱コイルを用いて定着を行い、前記加熱コイルへの電流供給の有無をスイッチング素子により切替える定着装置であって、前記加熱コイルに流れる電流を電圧値として検出し、前記電圧値が前記加熱コイルの特性値に応じて定められたコイル電流の最大限界値に対応する所定の電圧値に到達するまでの時間間隔を測定する電圧検出手段と、前記時間間隔に基づいて、前記スイッチング素子が閉となっている間隔を示す時間幅の許容範囲を算出する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記コイル電流の最大限界値に依存せずに決定された前記時間幅の範囲を示すデフォルト値と、前記電圧検出手段が備える測定回路の公差を吸収するための調整値と、を記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記時間間隔に加え、さらに前記デフォルト値と前記調整値とに基づいて、前記時間幅の許容範囲を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記記憶手段が記憶する前記調整値をオペレータの操作に応じて変更する調整値変更手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４にかかる発明は、誘導加熱される加熱コイルへの電流供給の有無をスイッチング素子により切替える定着装置における定着方法であって、前記加熱コイルに流れる電流を電圧値として検出し、前記電圧値が前記加熱コイルの特性値に応じて定められたコイル電流の最大限界値に対応する所定の電圧値に到達するまでの時間を測定する電圧認識ステップと、前記時間間隔に基づいて、前記スイッチング素子が閉となっている間隔を示す時間幅の許容範囲を算出する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の定着方法において、前記定着装置は、前記コイル電流の最大限界値に依存せずに決定された前記時間幅の範囲を示すデフォルト値と、前記電圧認識ステップで用いる測定回路の公差を吸収するための調整値と、を記憶する記憶手段を備え、前記制御ステップでは、前記時間間隔に加え、さらに前記デフォルト値と前記調整値とに基づいて、前記時間幅の許容範囲を算出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の定着方法において、前記記憶手段が記憶する前記調整値をオペレータの操作に応じて変更する調整値変更ステップをさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７にかかる発明は、請求項４〜６のいずれか１つに記載の定着方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加熱コイルに流れる電流を電圧値として検出し、前記電圧値が前記加熱コイルの特性値に応じて定められたコイル電流の最大限界値に対応する所定の電圧値に到達するまでの時間間隔を測定し、測定した時間間隔に基づいて前記スイッチング素子が閉となっている間隔を示す時間幅の許容範囲を算出するようにしたので、前記許容範囲を個々の装置に対して最適な範囲に設定することができ、装置の発熱効果を向上させ、更なる省エネルギー化を進めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる定着装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の定着装置は、たとえば、画像形成装置の構成要素の一部であり、誘導加熱を用いてトナーを定着させるための装置である。本実施の形態の定着装置は、駆動側（一次側）装置１００と、制御側（二次側）装置２００と、パルストランス２０４およびフォトカプラ２０５と、で構成される。
【００２６】
駆動側装置１００は、交流電源１０１と、交流電源１０１から出力された交流電流を検出する電流検出部１０８と、交流電流を直流電流に整流する整流部１０２と、整流された直流電流をフィルタリングするフィルタ部１０３と、スイッチング素子１０４と、共振用コンデンサ１０５と、電流が流れると磁界を発生させる加熱コイル１０６と、制御装置２００からの指示に基づいて電源電圧を遮断する電源電圧遮断部１０７と、交流電流を直流電流に整流する整流部１０９と、加熱コイル１０６により発生した磁界により加熱される定着部３００と、を備えている。
【００２７】
制御側装置２００は、駆動側装置１００を制御するための駆動パルスを生成する制御部２０１と、ＡＮＤ回路２０２と、異常か否かを判定する安全部２０３と、整流部１０９によって整流された電流に基づいてコイル電流の飽和値を測定する電圧認識部（電圧検出手段）２０６と、を備えている。また、ＡＮＤ回路２０２は、制御部２０１が生成する駆動パルスと安全部２０３の出力のＡＮＤ演算を行う。ＡＮＤ回路２０２の出力は、パルストランス２０４によって駆動側装置１００へ絶縁状態で伝達される。そして、スイッチング素子１０４は、この駆動パルスに基づいて開閉する。駆動パルスがＯＮとなっている間はスイッチング素子１０４は閉となり、駆動パルスがＯＦＦとなっている間は、スイッチング素子１０４は開となる。また、整流部１０９の出力は、フォトカプラ２０５を介して電圧認識部２０６に入力される。なお、本実施の形態では、パルストランス２０４およびフォトカプラ２０５は、駆動側装置１００と制御側装置２００のいずれにも属さない構成としたが、これに限らず駆動側装置１００と制御側装置２００のいずれかに含まれる構成としてもよい。
【００２８】
また、制御部２０１は、最適時間幅決定部４００を備えており、最適時間幅決定部４００は、さらに、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）４０１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）４０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）４０３と、不揮発性メモリー４０４と、で構成される。
【００２９】
本実施の形態の定着装置では、スイッチング素子１０４の開閉により加熱コイル１０６へ交流電圧が供給され、また、遮断される。スイッチング素子１０４で閉じている場合には、交流電源１０１から供給される交流電圧は、整流部１０２、フィルタ部１０３を介して加熱コイル１０６に供給される。加熱コイル１０６に交流電圧が供給されると、加熱コイル１０６では交流磁界が発生する。発生した交流磁界により定着部３００に渦電流が発生し、定着部３００が加熱される。
【００３０】
加熱エネルギーは駆動パルスのＯＮ時間幅（駆動パルスがＯＮとなる時間）が長い程大きくなる。従来技術では、連続する駆動パルス生成を行う際、ＯＮ時間幅の許容範囲を固定範囲としてあらかじめ設定しておき、設定された固定範囲内でＯＮ時間幅を温度制御により決定していた。ＯＮ時間の固定値の範囲は、素子の特性などからあらかじめ決められるもので、必ずしも個々の定着装置に最適な数値とは限らなかった。本実施の形態では、加熱コイル１０６に流れるコイル電流の飽和値の測定値に基づいてＯＮ時間幅の決定する最適時間幅決定処理を行うことにより、ＯＮ時間幅の固定の範囲を個々の定着装置に最適となるように設定する。なお、本実施の形態の定着装置では、図示しない温度モニタ部によって、定着部３００の温度をモニタし、制御部２０１が、その温度に基づいて最適時間決定処理により決定された範囲内で従来と同様にＯＮ時間幅の制御を行う。
【００３１】
つづいて、本実施の形態のＯＮ時間幅最適化処理について説明する。本実施の形態では、電流検出部１０８が交流電源１０１からの出力された商用電流を検出し、整流部１０９が検出した商用電流を整流する。そして、本定着装置を実動作させるに先立ち、制御側装置２００の第２の電圧認識部２０６は、ダミーパルスを送出して、フォトカプラ２０５経由で整流部１０９が整流した電流に基づいてコイル電流の最大限界値に相当するＯＮ時間幅を測定する。そして、最適時間幅決定部４００が、その測定結果に基づいて本定着装置に最も効率の良い駆動パルスを生成するための最適なＯＮ時間幅の上限値を決定する。
【００３２】
ＯＮ時間幅の下限値の決定方法については特に制約はないが、たとえば、従来と同様に、ＩＧＢＴの定格値や最適周波数範囲（最低周波数〜最高周波数）などについて決定する。また、上限値についても、本実施の形態では、コイル電流だけでなくこれらのパラメータをさらに考慮して決定する。ＩＧＢＴの定格値や最適周波数範囲（最低周波数〜最高周波数）などのパラメータを考慮したＯＮ時間幅の範囲に、最低限のマージンを加えた値をＯＮ時間幅の範囲のデフォルト値として、ＲＯＭ４０２へあらかじめ格納しておくこととする。
【００３３】
図２−１〜２−３は、最適時間幅決定部４００を構成するＣＰＵ４０１が実行する最適時間幅決定処理の一例を示すフローチャートである。これらの最適時間幅決定処理を行うための制御プログラムは、ＲＯＭ４０２に格納されており、ＣＰＵ４０１はＲＯＭ４０２からこのプログラムを読み出してＲＡＭ４０３にロードすることにより、ＣＰＵ４０１がこのプログラムを実行可能な状態となる。
【００３４】
図２−１は、ＯＮ時間幅最適化処理のうち定着装置（画像処理装置）の電源投入時または省エネルギーモードからの復帰時などに実施される最適時間幅決定処理のフローチャートを示す図である。まず、定着装置の電源が投入される（省エネルギーモードからの復帰を含む）と、最適時間幅決定処理が開始される。そして、ＣＰＵ４０１は、不揮発性メモリー４０４に格納されている動作モードの選択フラグを読み出して確認し、どのモードに設定されているかを判断する（ステップＳ１１）。本選択フラグは、スイッチング素子の最適時間幅決定処理を実施するタイミングを決定するフラグであり、本実施の形態ではその実施タイミングとして以下の２モードを設けることとする。
【００３５】
１つめのモードは、装置の電源投入時（省エネルギーモードからの復帰時を含む）ごとに最適時間幅決定処理を自動実行するモード（以下、自動実行モードという）であり、２つめのモードは、オペレータから指示された時に当該動作を実施するモード（以下、オペレータ指示モードという）である。
【００３６】
自動実行モードでは、電源投入ごとに最適時間幅決定処理を実施するので、当該処理実施の頻度が高く、常に装置に適したＯＮ時間幅の範囲を精度高く設定することが可能である。しかし、自動実行モードでは、電源投入時の立ち上げに要する時間はオペレータ指示モードより長くなる。また、オペレータ指示モードでは、オペレータから指示された時に当該処理を実施するので、電源投入時の立ち上げに要する時間は自動実行モードほどかからないが、装置に対する最適時間幅決定処理の精度は自動実行モードよりも落ちる。本選択フラグは、後述するオペレータによる操作処理で設定することができる。
【００３７】
ステップＳ１１で、自動実行モードに設定されていると判断した場合（ステップＳ１１  自動実行モード）には、ＣＰＵ４０１は、電圧認識部２０６からコイル電流の最大限界値に相当するＯＮ時間幅の測定値を取得する（ステップＳ１２）。つぎに、ＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０３に測定値を格納する（ステップＳ１３）。そして、ＣＰＵ４０１は、測定値とＲＯＭ４０２に格納されているデフォルト値と不揮発性メモリー４０４に格納されている調整値とに基づいて最適ＯＮ時間幅の範囲を算出する（ステップＳ１４）。なお、調整値は、測定値に対して測定回路そのものの公差を吸収するための変数であり（プラスの値の設定、マイナスの値の設定のいずれも可）、通常は装置の製造工程内で装置ごとに決定され、決定された数値をＲＯＭ４０２に格納しておく。また、本調整値は、後述するオペレータによる操作処理で、設定することもできる。ステップＳ１４の算出方法としては、ここでは、測定値とデフォルト値と調整値を加算する方法とするが、これに限らず、適切な演算方法であればどのような方法を用いてもよい。
【００３８】
つぎに、ＣＰＵ４０１は、不揮発性メモリー４０４に格納されている動作モードの選択フラグを読み出して確認し、どのモードに設定されているかを判断する（ステップＳ１５）。自動実行モードに設定されていると判断した場合（ステップＳ１５  自動実行モード）には、ステップＳ１４で算出した最適ＯＮ時間幅の範囲をＲＡＭ４０３に格納し（ステップＳ１６）、処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ１１で、オペレータ指示モードに設定されていると判断した場合（ステップＳ１１  オペレータ指示モード）には、そのまま処理を終了する。また、ステップＳ１５でオペレータ指示モードに設定されていると判断した場合（ステップＳ１５  オペレータ指示モード）には、ステップＳ１４で算出した最適ＯＮ時間幅の範囲を不揮発性メモリー４０４に格納し（ステップＳ１７）、処理を終了する。
【００４０】
図２−２は、ＯＮ時間幅最適化処理の通常稼動動作中の処理の一例を示すフローチャートである。通常稼動動作中の最適時間幅決定処理は、図２−１で説明した最適時間幅決定処理の実施後に処理が開始される。通常稼動動作では、制御部２０１は、温度モニタに基づいて駆動パルスを生成している。まず、ＣＰＵ４０１は、通常の稼動動作が開始された以降の時間（稼動時間）をカウントして不揮発性メモリー４０４に格納する（ステップＳ２１）。そして、ＣＰＵ４０１は、オペレータの操作による図示しない操作部からの割り込み要求があるか否かを判断する（ステップＳ２２）。オペレータの操作による割り込み要求が無いと判断した場合（ステップＳ２２  Ｎｏ）には、ステップＳ２１でカウントした値が、ＲＯＭ４０２に格納された設定時間に到達したかどうかを判断する（ステップＳ２３）。設定時間は、割り込み要求を受付けるための待ち時間であり、割り込み要求を受付けるための適切な時間をあらかじめＲＯＭ４０２に格納しておくこととする。
【００４１】
ステップＳ２１でカウントした値が、ＲＯＭ４０２に格納された設定時間に到達したと判断した場合（ステップＳ２３  Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ４０１は、カウント値をクリア（ステップＳ２４）し、図２−１で説明した最適時間幅決定処理のステップＳ１２に移行する。これにより、最適ＯＮ時間幅の算出が行われることになる。ステップＳ２１でカウントした値が、ＲＯＭ４０２に格納された設定時間に到達していないと判断した場合（ステップＳ２３  Ｎｏ）には、ステップＳ２１に戻る。
【００４２】
また、ステップＳ２２で、オペレータの操作による割り込み要求があると判断した場合（ステップＳ２２  Ｙｅｓ）には、後述のオペレータによる操作処理へすすむ（ステップＳ２５）。
【００４３】
図２−３は、ＯＮ時間幅最適化処理のオペレータによる操作処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図２−２で説明した通常稼動動作中の処理のステップＳ２２でオペレータの操作による割り込み要求があった場合に、開始される。まず、ＣＰＵ４０１は、オペレータの操作部の操作による指示が、動作モードを変更する指示であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。動作モードを変更する指示であると判断した場合（ステップＳ３１  Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ４０１は、不揮発性メモリー４０４に格納されている選択フラグを、操作部から指示された内容に変更し（ステップＳ３２）、図２−２のステップＳ２１に移行し、通常稼動動作中の処理に戻る。
【００４４】
動作モードを変更する指示でないと判断した場合（ステップＳ３１  Ｎｏ）には、操作部からの指示が調整値の変更であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。調整値の変更であると判断した場合（ステップＳ３３  Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ４０１は、不揮発性メモリー４０４に格納されている調整値を、操作部から指示された内容に変更し（ステップＳ３４）、図２−２のステップＳ２１に移行し、通常稼動動作中の処理に戻る。
【００４５】
調整値の変更でないと判断した場合（ステップＳ３３  Ｎｏ）には、操作部からの指示が、ＯＮ時間幅最適化処理の実施を行う指示であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。ＯＮ時間幅最適化処理の実施を行う指示であると判断した場合（ステップＳ３５  Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ４０１は図２−１で説明した最適時間幅決定処理のステップＳ１２に移行し、最適時間幅決定処理の演算を行う。最適時間幅決定処理の実施を行う指示でないと判断した場合（ステップＳ３５  Ｎｏ）には、処理を終了する。
【００４６】
つづいて、本実施の形態の安全部２０３の処理について説明する。本実施の形態では、上述のＯＮ時間幅最適化処理によってＲＡＭ４０３または不揮発性メモリー４０４にＯＮ時間幅の最適値が格納されるが、制御部２０１が生成する実際の駆動パルスのＯＮ時間幅がこの最適値を超えた場合には、安全部２０３が異常としてそれを検知し、異常検知処理を実施する。
【００４７】
図３−１は、本実施の形態の異常検知処理の一例を示すフローチャートを示す図である。まず、安全部２０３は、制御部２０１が生成し駆動側装置１００へ送出される駆動パルスを監視し、駆動パルスのＯＮ時間幅が上述の最適値（ＯＮ時間幅の許容範囲）を超えたか否かを判断する（ステップＳ４１）。なお、最適値は、最適時間幅決定処理により値が更新されるたびに、制御部２０１が、安全部２０３へ送信しておくこととする。
【００４８】
駆動パルスのＯＮ時間幅が最適値を超えたと判断した場合（ステップＳ４１  Ｙｅｓ）には、安全部２０３は制御部２０１へ異常検知信号を送信し、制御部２０１は電源電圧遮断部１０７へ動作を停止させるための指示を送信し、電源電圧遮断部１０７は、交流電源１０１からの電流供給を遮断することにより、定着装置を停止させ（ステップＳ４２）、処理を終了する。また、駆動パルスのＯＮ時間幅が最適値を超えていないと判断した場合（ステップＳ４１  Ｎｏ）には、ステップＳ４１の判断を繰り返す。
【００４９】
なお、異常検知処理としては、図３−１で説明した処理に限らず、画像形成装置がジョブ（ｊｏｂ：たとえば、コピー，プリントなど）を実行中であるか否かを判断して、実行中の場合にはジョブ完了後に定着装置を停止させるようにしてもよい。図３−２は、ジョブ実行中の判断を含む異常検知処理の一例を示すフローチャートである。まず、安全部２０３は、ステップＳ５１として、図３−１のステップＳ４１と同様の処理を行う。駆動パルスのＯＮ時間幅が最適値を超えていないと判断した場合（ステップＳ５１  Ｎｏ）には、図３−１の場合と同様にステップＳ５１の判断を繰り返す。
【００５０】
駆動パルスのＯＮ時間幅が最適値を超えたと判断した場合（ステップＳ５１  Ｙｅｓ）には、安全部２０３は制御部２０１へ異常検知信号を送信し、制御部２０１はジョブの実行中であるか否かを判断する（ステップＳ５２）。ジョブを実行中であるか否かは、図示しない画像形成装置全体の制御部からの制御信号等により制御部２０１に通知されることとする。ジョブの実行中であると判断した場合（ステップＳ５２  Ｙｅｓ）には、実行中のジョブは継続して実行され、制御部２０１はジョブの実行に必要な動作を継続する（ステップＳ５３）。
【００５１】
そして、制御部２０１は実行中のジョブが完了したか否かをする（ステップＳ５４）。実行中のジョブが完了したと判断した場合（ステップＳ５４  Ｙｅｓ）には、図３−１のステップＳ４２と同様に定着装置を停止させ（ステップＳ５５）、処理を終了する。
【００５２】
ステップＳ５２でジョブの実行中でないと判断した場合（ステップＳ５２  Ｎｏ）には、ステップＳ５５にすすみ、定着装置を停止させる（ステップＳ５５）。また、ステップ５４でジョブが完了していないと判断した場合（ステップＳ５４  Ｎｏ）には、ステップＳ５４の判断を繰り返す。
【００５３】
図３−２に示したような処理を行うことにより、連続していくつかのジョブが予約されている状態でも、実行中の１つのジョブのみが完了させ、その後に定着装置を停止させて、次のジョブを実行しないようにするため、異常検知後に長時間定着装置を動作させる危険を防止できる。
【００５４】
さらに、異常検知処理として、異常検知後にすぐには定着装置を停止させず、所定の回数異常を検知したときに定着装置を停止させるようにしてもよい。図３−３は、所定の回数異常を検知したときに定着装置を停止させる異常検知処理の一例を示すフローチャートである。まず、安全部２０３は、ステップＳ６１として、図３−１のステップＳ４１と同様の処理を行う。駆動パルスのＯＮ時間幅が最適値を超えていないと判断した場合（ステップＳ６１  Ｎｏ）には、図３−１の場合と同様にステップＳ６１の判断を繰り返す。
【００５５】
駆動パルスのＯＮ時間幅が最適値を超えたと判断した場合（ステップＳ６１  Ｙｅｓ）には、安全部２０３は制御部２０１へ異常検知信号を送信し、制御部２０１のＣＰＵ４０１は、保持しているカウンタ値Ｋに１を加算する（ステップＳ６２）。なお、ＣＰＵ４０１が保持しているカウンタ値の初期値は０とする。そして、ＣＰＵ４０１は、カウンタ値Ｋが所定の許容値Ｓと等しくなったか否かを判断する（ステップＳ６３）。所定の許容値Ｓは、定着装置を停止させるまでの異常検知の回数に対する許容値であり、あらかじめ不揮発性メモリー４０４に格納されていることとする。
【００５６】
カウンタ値Ｋが所定の許容値Ｓと等しくなったと判断した場合（ステップＳ６３  Ｙｅｓ）には、制御部２０１は、図３−１のステップステップＳ４２と同様に定着装置を停止させ（ステップＳ５５）、カウンタ値Ｋを０にクリアした後に処理を終了する。カウンタ値Ｋが所定の許容値Ｓと等しくないと判断した場合（ステップＳ６３  Ｎｏ）には、ステップＳ６１に戻る。
【００５７】
図３−３に示したような処理を行うことにより、実際のＯＮ時間幅が最適値を超え異常検知信号を送出した場合でも、（Ｓ−１）回までの異常検知は許容して定着装置を動作させる。このため、異常を検知したときに画像処理装置がジョブ実行中であっても、定着装置を停止させる前に、ある程度連続したジョブを実行させることが可能となる。
【００５８】
さらに、本実施の形態では、ステップＳ４１（またはステップＳ５１，ステップＳ６１）の判断に基づいて、安全部２０３がＡＮＤ回路２０２へ正常と異常（実際のＯＮ時間幅が最適値を超えた場合を異常とする）との判別信号を送出する。そして、ＡＮＤ回路２０２が、安全部２０３の出力と制御部２０１が生成する駆動パルスのＡＮＤ演算を行い、安全部２０３の出力が正常を示す値である場合にのみＯＮ信号をスイッチング素子１０４へ送出する。このため、確実に最適値を超えるＯＮ時間幅の信号の送出を防ぐことができ、安全対策を強化することができる。なお、本実施の形態では、ＡＮＤ回路２０２によるＯＮ信号の送出の制御と、電源電圧遮断部１０７による停止処理との両方を行うようにしたが、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。また、電源電圧遮断部１０７としては、たとえば、リレー等を用いるようにしてもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、電源電圧遮断部１０７を用いて定着装置の停止を実施したが、電源電圧遮断部１０７による停止の替りに、制御部２０１がスイッチング素子１０４へＯＦＦの信号を送出することにより定着装置を停止させるようにしてもよい。
【００６０】
さらに、制御部２０１は、安全部２０３から異常検知信号を受信した場合、たとえば、ＬＣＤ等の表示によりサービスマンコール（ＳＣ）表示や異常ランプ点灯等の告知を行うことにより、オペレータやサービスマンに定着装置が異常停止したことを告知するようにしてもよい。ＳＣ表示をする場合には、あらかじめ異常停止の原因ごとにＳＣ番号を割り振っておき、本発明による異常停止（本発明の場合には実際のスイッチング素子ＯＮ時間幅が最適値を超えたことによる異常停止）を判別できるようにしておくことにより、定着装置停止後の対応を速やかに実施することができる。
【００６１】
つづいて、本実施の電圧認識部２０６について説明する。図４は、電圧認識部２０６の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電圧認識部２０６は、コンパレータ５０１と、タイマーカウンタ５０２で構成される。コンパレータ５０１の＋に入力される信号Ａは、フォトカプラ２０５の出力である。コンパレータ５０１の−には、加熱コイル１０６のコイル電流の最大限界値に対応する閾値電圧（コイル電流の最大限界値を電圧値に換算した閾値電圧）を設定する。すなわち、コンパレータ５０１の＋に入力されたフォトカプラ２０５の出力（コイル電流の電圧換算値）Ａが、コンパレータの−に設定された閾値電圧を上回るとコンパレータ５０１の出力はＨｉｇｈとなり、下回るとＬｏｗとなる。加熱コイル１０６のコイル電流の最大限界値は、加熱コイルの特性値からあらかじめ設定しておく。コンパレータ５０１の出力は、タイマーカウンタ５０２のＳＴＯＰ入力に出力されるとともに、制御部２０１のＣＰＵ４０１にＳＴＯＰ信号として出力される。
【００６２】
また、制御部２０１のＣＰＵ４０１は１パルス分の駆動パルスのＨｉｇｈをＡＮＤ回路２０２へ出力するとともにタイマーカウンタ５０２のＣＬＫ−ＩＮにクロックパルスを出力する。タイマーカウンタ５０２は、クロックパルスを受信するとカウントを開始し、ＳＴＯＰ入力からＨｉｇｈを示す信号が入力されるとカウントを停止する。また、タイマーウンタ５０２のＤＡＴＡ入出力はデータバスＢにより制御部２０１のＣＰＵ４０１と接続され、ＣＰＵ４０１は、データバスＢ経由でタイマーカウンタ５０２のカウント値を認識することが可能である。また、ＣＰＵ４０１は、データバスＢ経由で当該カウント値をクリアすることが可能である。なお、このようにＣＰＵ４０１が測定開始とともにタイマーカウンタ５０２へクロックパルスの供給を開始するようにしてもよいし、タイマーカウンタ５０２はあらかじめ設定された所定の時間間隔でカウントし、ＣＰＵ４０１からはカウントの開始を示す信号（ＳＴＡＲＴ信号）のみを供給するようにしてもよい。
【００６３】
図５は、本実施の形態のコイル電流限界値に相当するＯＮ時間幅の測定処理の一例を示すフローチャートである。本処理のプログラムは、最適時間幅決定部４００のＲＯＭ４０２に格納されており、ＣＰＵ４０１がＲＯＭ４０２からプログラムを読み出して実行する処理である。この処理は、たとえば、上述の最適時間幅決定処理のステップＳ１２で測定値の取得が行われる際に実行される。これに限らず、たとえば、定期的に測定処理を行うようにしてもよい。
【００６４】
まず、ＣＰＵ４０１は、駆動パルスを１パルスのみＡＮＤ回路２０２へ出力する（ステップＳ７１）。図６−１は、このとき出力されるパルスの一例を示す図である。図６−１に示すように、一定時間Ｈｉｇｈとなるパルスが出力される。そして、スイッチング素子１０４がこのパルスによって駆動され、加熱コイル１０６に電流が流れる。電圧認識部２０６は、上述のようにフォトカプラ２０５の出力（コイル電流の電圧換算値）を上述のようにコイル電流の最大限界値に相当する閾値電圧と比較し、フォトカプラ２０５の出力が閾値電圧を上回るとＳＴＯＰ信号をＣＰＵ４０１に送出する。
【００６５】
ＣＰＵ４０１は、ＳＴＯＰ信号を検出したか否かを判断し（ステップＳ７２）、検出した場合（ステップＳ７２  Ｙｅｓ）には、データバス経由でタイマーカウンタ５０２のカウント値を読み出し、測定値として取得し（ステップＳ７４）、処理を終了する。ステップＳ７２で、ＳＴＯＰ信号を検出していないと判断した場合（ステップＳ７２  Ｎｏ）には、ＣＰＵ４０１は所定の設定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ７３）。所定の設定時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ７３  Ｎｏ）には、ステップＳ７２に戻る。
【００６６】
所定の設定時間が経過したと判断した場合（ステップＳ７３  Ｙｅｓ）には、エラー処理を実施する（ステップＳ７５）。エラー処理としては、たとえば、エラー表示などを行うことにより、オペレータに通知するなどの処理を行う。
【００６７】
図６−２は、図６−１に示した駆動パルスによって駆動された場合に加熱コイル１０６に流れる電流の波形の一例を示す図である。図６−２では、駆動パルスによる駆動の途中でコイル電流の最大限界値を超えて電圧認識部２０６がＳＴＯＰ信号を送出した例を示している。図６−３は、図６−２に示した電流が加熱コイル１０６に流れた場合の電圧認識部２０６のコンパレータ５０１の出力の一例を示す図である。
【００６８】
このように、本実施の形態では、加熱コイル１０６に流れるコイル電流の飽和値を測定し、測定値に基づいてスイッチング素子のＯＮ時間幅の許容範囲（最適値）を決定するようにした。このため、個々の定着装置の特性を反映した適切なＯＮ時間幅を設定することができ、効率のよい加熱制御を行うことができる。
【００６９】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態にかかる定着装置の電圧認識部の構成を示すブロック図である。本実施の形態の電圧認識部以外の定着装置の構成は、実施の形態１で説明した図１と同様である。
【００７０】
本実施の形態の電圧認識部は、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）コンバータ５０３と、タイマーカウンタ５０２ａで構成される。Ａ／Ｄコンバータ５０３のＡｎａｌｏｇ−ＩＮに入力される信号Ａは、フォトカプラ２０５の出力である。Ａ／Ｄコンバータ５０３のＳａｍｐｌｅ−ＣＬＫには制御部４０１から信号Ａをサンプリングするためのクロックパルスが供給される。また、Ａ／Ｄコンバータ５０３のＤＡＴＡ出力はデータバスＢに接続され、データバスＢは制御部２０１のＣＰＵ４０１に接続されている。ＣＰＵ４０１は、データバスＢ経由で信号Ａを取得することができる。
【００７１】
タイマーカウンタ５０２ａは、実施の形態１のタイマーカウンタ５０２と同様の機能を有するが、タイマーカウンタ５０２ａのＳＴＡＲＴ入力には、ＣＰＵ４０１からのＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号が入力され、タイマーカウンタ５０２ａのＳＴＡＲＴとＳＴＯＰの制御は、ＣＰＵ４０１が行う。
【００７２】
また、タイマーカウンタ５０２ａのＤＡＴＡ入出力はデータバスＢで制御部２０１のＣＰＵ４０１と接続され、ＣＰＵ４０１は、データバスＢ経由でタイマーカウンタのカウント値を読み出すことがすることが可能である。また、ＣＰＵ４０１は、データバスＢ経由で当該カウント値をクリアすることが可能である。なお、ここでは、実施の形態１と同様にＣＰＵ４０１がタイマーカウンタ５０２へクロックパルスを供給するようにしているが、タイマーカウンタ５０２ａがあらかじめ設定された所定の時間間隔でカウントし、ＣＰＵ４０１からはカウントの開始を示す信号（ＳＴＡＲＴ信号）のみを供給するようにしてもよい。
【００７３】
制御部２０１のＣＰＵ４０１は１パルス分の駆動パルスのＨｉｇｈをＡＮＤ回路２０２へ出力するとともに、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号をＨｉｇｈ（ＳＴＡＲＴの指示を示す）にしてタイマーカウンタ５０２ａへ送信する。タイマーカウンタ５０２ａは、送信されたＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号がＨｉｇｈとなると、制御部４０１から供給されたクロックパルスに基づいてカウントを開始する。そして、ＣＰＵ４０１は、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）コンバータ５０３の信号Ａを参照して、信号Ａがあらかじめ設定されたコイル電流の最大限界値を換算した閾値電圧を上回った場合にＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号をＬｏｗにして送信する。なお、閾値電圧値は、たとえば、ＲＯＭ４０１にあらかじめ格納されていることとする。タイマーカウンタ５０２ａは、送信されたＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号がＬｏｗとなるとカウントを停止する。
【００７４】
図８は、本実施の形態のコイル電流限界値に相当するＯＮ時間幅の測定処理の一例を示すフローチャートである。本処理のプログラムは、最適時間幅決定部４００のＲＯＭ４０２に格納されており、ＣＰＵ４０１がＲＯＭ４０２からプログラムを読み出して実行する処理である。この処理は、たとえば、実施の形態１で説明した最適時間幅決定処理のステップＳ１２で測定値の取得が行われる際に実行される。これに限らず、たとえば、定期的に測定処理を行うようにしてもよい。
【００７５】
まず、ＣＰＵ４０１は、駆動パルスを１パルスのみＡＮＤ回路２０２へ出力するとともに、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号をＨｉｇｈにしてタイマーカウンタ５０２ａに送信する（ステップＳ８１）。そして、スイッチング素子１０４がこのパルスによって駆動され、加熱コイル１０６に電流が流れる。また、タイマーカウンタ５０２ａは、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号がＨｉｇｈになるとカウントを開始する。
【００７６】
ＣＰＵ４０１は、データバスＢ経由で電圧認識部から信号Ａ（コイル電流の電圧換算値）を読み出す(ステップＳ８２)。そして、ＣＰＵ４０１は、信号Ａがコイル電流の最大限界値に相当する閾値電圧を下回るか否かを判断する（ステップＳ８３）。信号Ａがコイル電流の最大限界値に相当する閾値電圧以上であると判断した場合（ステップＳ８３  Ｎｏ）には、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号をＬｏｗにしてタイマーカウンタ５０２ａに送信し、タイマーカウンタ５０２ａはカウントを停止する（ステップＳ８４）。そして、ＣＰＵ４０１は、データバスＢ経由でタイマーカウンタ５０２ａのカウント値を読み出し、測定値として取得し（ステップＳ８５）、処理を終了する。
【００７７】
また、信号Ａがコイル電流の最大限界値に相当する閾値電圧を下回ると判断した場合（ステップＳ８３  Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ４０１は所定の設定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ８６）。所定の設定時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ８６  Ｎｏ）には、ステップＳ８３に戻る。
【００７８】
所定の設定時間が経過したと判断した場合（ステップＳ８６  Ｙｅｓ）には、エラー処理を実施する（ステップＳ８７）。エラー処理としては、たとえば、エラー表示などを行うことにより、オペレータに通知するなどの処理を行う。
【００７９】
このように本実施の形態では、電圧認識部をＡ／Ｄコンバータ５０３と、タイマーカウンタ５０２ａで構成するようにした。これによって、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように本発明の定着装置、定着方法および定着プログラムは、誘導加熱を使用した定着装置を用いた画像形成装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施の形態にかかる定着装置の構成を示すブロック図である。
【図２−１】最適時間幅決定処理のフローチャートである。
【図２−２】ＯＮ時間幅最適化処理の通常稼動動作中の処理の一例を示すフローチャートである。
【図２−３】ＯＮ時間幅最適化処理のオペレータによる操作処理の一例を示すフローチャートである。
【図３−１】本実施の形態の異常検知処理の一例を示すフローチャートである。
【図３−２】ジョブ実行中の判断を含む異常検知処理の一例を示すフローチャートである。
【図３−３】所定の回数異常を検知したときに定着装置を停止させる異常検知処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】電圧認識部の構成を示すブロック図である。
【図５】コイル電流限界値に相当するＯＮ時間幅の測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図６−１】駆動パルスの一例を示す図である。
【図６−２】駆動パルスによって駆動された場合に加熱コイルに流れる電流の波形の一例を示す図である。
【図６−３】電圧認識部のコンパレータの出力の一例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる定着装置の電圧認識部の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の本実施の形態のコイル電流限界値に相当するＯＮ時間幅の測定処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１００  駆動側装置
１０１  交流電源
１０２，１０９  整流部
１０３  フィルタ部
１０４  スイッチング素子
１０５  共振用コンデンサ
１０６  加熱コイル
１０７  電源電圧遮断部
１０８  電流検出部
２００  制御側装置
２０１  制御部
２０２  ＡＮＤ回路
２０３  安全部
２０４  パルストランス
２０５  フォトカプラ
４００  最適時間幅決定部
４０１  ＣＰＵ
４０２  ＲＯＭ
４０３  ＲＡＭ
４０４  不揮発性メモリー
３００  定着部
５０１  コンパレータ
５０２，５０２ａ  タイマーカウンタ
５０３  Ａ／Ｄコンバータ
【図１】
0005228401.tif 000002
【図２−１】
0005228401.tif 000003
【図２−２】
0005228401.tif 000004
【図２−３】
0005228401.tif 000005
【図３−１】
0005228401.tif 000006
【図３−２】
0005228401.tif 000007
【図３−３】
0005228401.tif 000008
【図４】
0005228401.tif 000009
【図５】
0005228401.tif 000010
【図６−１】
0005228401.tif 000011
【図６−２】
0005228401.tif 000012
【図６−３】
0005228401.tif 000013
【図７】
0005228401.tif 000014
【図８】
0005228401.tif 000015