(57)【要約】【課題】  遮蔽板を備えた誘導加熱方式の定着器における励磁コイル駆動装置において、遮蔽板有効時に励磁コイルおよびスイッチング素子に必要以上のピーク電流が流れるのを防止する。【解決手段】  駆動周波数制御部は、温度検出手段からの温度モニタ信号とコントローラからの温度指令値を元にスイッチング素子をＯＮさせる時間を算出する。その際、温度モニタ信号値が温度指令値よりも大きく下回る場合は、オン時間を制限し最大オン時間での駆動信号を生成する。そして、遮蔽板が有効時と遮蔽板が無効時で上記オン期間制限値を切り換える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束発生手段と、スイッチング素子をオン／オフする事で前記磁束発生手段に高周波電流を供給する為の高周波電源装置と、前記磁束発生手段からの発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体とを有し、導入された被加熱材を前記誘導発熱体に直接または伝熱材を介して接触させて搬送させ前記誘導発熱体で前記被加熱材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であり、
前記磁束発生手段から前記誘導発熱体に対する作用磁束の前記被加熱材の搬送方向に交差する方向の密度分布を変化せしめる磁束調整手段と前記磁束調整手段の位置を変位させる駆動手段とを有し、
前記磁束調整手段の位置により前記高周波電源装置に於けるスイッチング素子の最大ＯＮ時間の制限値を変化させることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記磁束調整手段は、装置に使用される被加熱材のサイズに応じて機能する事を特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
磁束調整手段の位置にかかわらず、前記スイッチング素子に流れる電流の最大値がほぼ等しくなるように、最大ＯＮ時間の制限値を変化させることを特徴とする請求項１、２に記載の加熱装置。
【請求項４】
加熱装置の立ち上げ時と温度調整時で、スイッチング素子の最大ＯＮ時間の制限値を変化させることを特徴とする請求項１、２、３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記被加熱材が画像を担持させた記録材であり、前記画像を加熱処理する像加熱装置で有ることを特徴する請求項１、２、３、４に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記画像を永久画像として加熱定着させる画像加熱定着装置であることを特徴する請求項１、２、３、４、５に記載の加熱装置。
【請求項７】
請求項５に記載の像加熱装置、または、請求項６に記載の画像加熱定着装置を備えてい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、電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置、および前記加熱装置を画像定着等の像加熱装置として備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
便宜上、電子写真複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置における画像加熱定着装置を例にして説明する。
【０００３】
画像形成装置における画像加熱定着装置は、画像形成装置の作像部において電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナー（顕画剤）を用いて記録材の面に直接方式若しくは間接（転写）方式で形成した未定着のトナー画像を記録材面に永久固着画像として加熱定着処理する装置である。
【０００４】
近年、そのような画像加熱定着装置として、電磁誘導加熱方式が用いれている。
【０００５】
電磁誘導加熱方式とは、加熱体として電磁誘導発熱体を用い、電磁誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて電磁誘導発熱体に発生する渦電流に基づくジュール発熱で被加熱材としての記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する定着方式である。
【０００６】
一般に加熱装置においては、装置に通紙使用可能な最大サイズ幅（大サイズ幅）の被加熱材よりも小さいサイズ幅（小サイズ幅）の被加熱材を連続的に通紙して加熱処理すると、装置の被加熱材加熱部の非通紙部領域すなわち大サイズ幅の被加熱材の通紙部領域と小サイズ幅の被加熱材の通紙部領域との差部領域では熱が被加熱材の加熱に消費されないから通紙部領域よりも昇温していき許容以上の過昇温状態になるという「非通紙部過昇温現象」がある。
【０００７】
この非通紙部過昇温現象の防止対策技術として、電磁誘導加熱方式の加熱装置においては、例えば、磁束調整手段により加熱部において磁束発生手段から誘導発熱体に対する作用磁束の、被加熱材の搬送方向に交差する加熱部長尺方向に関する密度分布を変化させる方式が知られている。
【０００８】
図７〜１２を用いて上記方式を説明する。
【０００９】
図７・図８は画像加熱定着装置１０の一部切欠き側面図、図９は加熱アセンブリの縦断正面図、図１０は加熱アセンブリの切欠き斜視図である。
【００１０】
この定着装置１０は、加熱アセンブリ１と、回転加圧部材としての加圧ローラ２を主体とする。
【００１１】
加熱アセンブリ１は、円筒状のフィルムガイド部材３、その内空に配設した磁束発生手段としての励磁コイル４と磁性コア（高透過率コア）５、円筒状フィルムガイド部材３にルーズに外嵌した、誘導発熱体としての円筒状（シームレス）の定着フィルム６、円筒状フィルムガイド部材３の一端側の内面円周に沿って上下方向ａ・ｂにスライド移動自由に配設した、磁束調整手段としての左右一対の円弧状の磁束遮蔽板７・７等からなる。
【００１２】
励磁コイル４は励磁回路４０（図１０）から供給される交流電流によって磁束を発生し、磁束は磁性コア５に導かれて定着ニップ部Ｎに作用し、定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム６の電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。その渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。即ち、励磁コイル４に交流電流を供給することで定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム６が電磁誘導発熱状態になる。
【００１３】
定着ニップ部Ｎの温度は不図示の温度検知手段を含む温調系１００により励磁回路４０から励磁コイル４への供給交流電流が制御されることで所定の定着温度に温調制御される。
【００１４】
励磁コイル４は絶縁被覆電線を用い、外側形状を円筒状フィルムガイド部材３の内面に略対応させた横長舟形に巻回成形してなるものであり、円筒状フィルムガイド部材３の内面の略下半面部に外面を受けさせて円筒状フィルムガイド部材３内に挿入配設してある。励磁コイル４としては加熱に十分な磁束を発生するものでなければならないが、そのためには抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。一例では芯線として細線を束ねた高周波用のφ１の絶縁被覆電線を用いて、定着ニップ部Ｎを周回するように１２回巻回して励磁コイル４を構成する。該励磁コイル４には励磁回路４０が接続されており、この励磁回路４０は高周波の交流電流を励磁コイル４へ供給できるようになっている。
【００１５】
下記の説明は、定着装置１０に対する記録材Ｐの導入が片側基準通紙でなされるものとして説明する。
【００１６】
図９・図１０においてＯは片側通紙基準線、Ａは大サイズ記録材（装置に通紙使用可能な最大サイズ記録材）の通紙領域部、Ｂは小サイズ記録材の通紙領域部、Ｃは小サイズ記録材が通紙使用されたときの非通紙領域部（Ａ−Ｂ）である。
【００１７】
上記左右一対の円弧状の磁束遮蔽板７・７は、円筒状フィルムガイド部材３の上記非通紙領域部Ｃを生じる側の端部内面に設けた円周方向ガイド溝部３ａに嵌め入れてあり、それぞれ磁性コア５の左右側において円周方向ガイド溝部３ａに沿って上下方向ａ・ｂにスライド移動自由であり、非通紙領域部Ｃの幅に対応する幅を有する。
【００１８】
そしてそれぞれ下方ｂにスライド移動されることで図７のように励磁コイル４の左右外面と円筒状フィルムガイド部材３の内面との間に挿入された状態（閉じ位置）になる。
【００１９】
またそれぞれ上方ａにスライド移動されることで図８のように励磁コイル４の左右外面と円筒状フィルムガイド部材３の内面との間から抜け出た状態（開き位置）になる。
【００２０】
磁束遮蔽板７・７が図７の閉じ位置に在るときは、定着ニップ部Ｎの長尺方向（長手方向）に関して、小サイズ記録材を通紙したときの非通紙領域部Ｃに対する励磁コイル４からの磁束は、この閉じた磁束遮蔽板７・７により定着フィルム６との間で遮断若しくは低減されて磁束の作用密度が定着ニップ部Ｎの小サイズ通紙領域部Ｂに対する磁束の作用密度よりも低められる。その結果、定着ニップ部における小サイズ通紙領域部Ｂに対応する定着フィルム部分は所定にほぼ均一に電磁誘導発熱して定着に最適な温度分布となるが、非通紙領域部Ｃに対応する定着フィルム部分の電磁誘導発熱はそれよりも低下することで、非通紙部昇温現象の防止或は緩和がなされる。
【００２１】
磁束遮蔽板７・７が図８の開き位置に在るときは、該磁束遮蔽板７・７による磁束遮蔽がなされず、励磁コイル４で発生した磁束は定着ニップ部における大サイズ通紙領域部Ａの全域に亘り所定の高い密度で作用し、定着ニップ部における大サイズ通紙領域部Ａに対応する定着フィルム部分全域が所定にほぼ均一に電磁誘導発熱して定着に最適な温度分布となる。
【００２２】
磁束遮蔽板７・７はそれぞれアーム部７ａ・７ａを介して駆動手段７０（図９）に連絡させてあり、閉じ位置・開き位置へ切り替え移動は装置に通紙使用される記録材のサイズに応じて制御回路１０１と駆動手段７０で自動的になされる。
【００２３】
制御回路１０１は、装置に通紙使用される記録材Ｐが小サイズであると不図示の認知手段で検知されたときは、磁束遮蔽板７・７を図７の閉じ位置へ切り替え移動させるように駆動手段７０を制御する。この磁束遮蔽板７・７の閉じ位置へ切り替えにより上述のように非通紙部昇温現象の防止或は緩和がなされる。
【００２４】
また制御回路１０１は、装置に通紙使用される記録材Ｐが大サイズであると認知手段で検知されたときは、磁束遮蔽板７・７を図８の開き位置へ切り替え移動させるように駆動手段７０を制御する。これにより上述のように定着ニップ部の長尺方向に関して定着フィルムに到達する磁束は妨げられることなく全域発熱して大サイズの記録材の定着に最適な温度分布となる。
【００２５】
図１１は励磁コイル４を励磁するための励磁回路４０及び温調系１００の構成を示したブロック図である。
【００２６】
図１１において、Ｄ１からＤ４は、交流の入力電力整流用ダイオードであり電力制御回路部に交流電力を整流した脈流を供給する。
【００２７】
ＮＦ１とＣ１は、ノイズフィルターを形成しておりスイッチング素子ＴＲ１のスイッチング周波数に対しては十分な減衰量を確保し且つ電源周波数に対しては減衰無く通過するような定数に設定する。
【００２８】
スイッチング素子ＴＲ１は電力スイッチング素子のＭＯＳ−ＦＥＴであり、Ｃ１は負荷である励磁コイル４に印可する高周波交流電流を共振波形とするための共振コンデンサでありＤ５はＬ１に蓄積された電力を回生するフライホイールダイオードである。
【００２９】
ＴＨ１の温度検出素子にはサーミスター等の感温抵抗素子を使うことが一般的であり、その出力は温度検出手段１０５に入力される。
【００３０】
温度検出手段１０５は温度検出素子ＴＨ１の抵抗変化を電圧値として出力し、その出力値は温度モニタ信号となる。前記温度モニタ信号は、駆動周波数制御部５６に入力される。
【００３１】
駆動周波数制御部５６へは、コントローラ６１より温度指令値が入力され、温度検出手段１０５からの温度モニタ信号と温度指令値により定着装置の励磁コイル４への通電動作を決定しスイッチング素子ＴＲ１を駆動するための駆動信号を生成する。
【００３２】
なお、この駆動信号はオフ時間固定のオン時間制御、つまり周波数変調により制御されるのが一般的である。
【００３３】
次に動作について説明する。
【００３４】
図１１の入力端子に交流入力電圧が印可されるとＤ１からＤ４の整流素子により整流された脈流となりその電圧はＮＦ１を通りしＣ１の両端に印加される。そのためＣ１の両端電圧は、交流入力電圧を整流した波形となる。
【００３５】
駆動周波数制御部５６は、温度検出手段１０５からの温度モニタ信号とコントローラ部６１からの温度指令値に基づきスイッチング素子ＴＲ１をオンする時間を決定し、駆動信号を生成する。
【００３６】
駆動信号は、スイッチング素子ＴＲ１のゲート−ソース間に印加され、駆動信号のオン期間にはスイッチング素子ＴＲ１にはドレイン電流ＩDが流れ励磁コイル４を通電する。
【００３７】
また励磁コイル４にはスイッチング素子ＴＲ１がオンする事で流れた電流を蓄えているため、スイッチング素子ＴＲ１がオフした時に逆起電圧を発生しコイル蓄積電流を共振コンデンサＣ２に充電する。
【００３８】
この流れ込んできたコイル蓄積電流により共振コンデンサ電圧が上昇する。
また励磁コイルから流れ出た電流は、共振コンデンサＣ２の電圧が上昇するのに反比例して減衰し、ある点でコイル電流が流れ無くなくなる瞬間を通り過ぎると今度は逆に共振コンデンサＣ２に蓄積された電荷が、励磁コイル４に向けて電流が流れ出す。
【００３９】
そののち共振コンデンサＣ２に蓄積された電荷は、励磁コイル４に戻るのと同時に共振コンデンサＣ２の電圧が低下してスイッチング素子ＴＲ１のドレイン電圧はソース電圧より低下し、Ｄ５のフライホイールダイオードがオンし順電流が流れる。
【００４０】
その後またスイッチング素子ＴＲ１がオンすると励磁コイル４に電流が流れ励磁コイル４に電流を蓄積する事を繰返すので、励磁コイルと相対し電磁気的に結合している負荷である誘導発熱体にも誘導電流が流れ加熱される。
【００４１】
図１２に駆動周波数制御部５６の構成を示す。駆動周波数制御部５６には温度検出手段１０５からの温度モニタ信号とコントローラ部６１からの温度指令値が入力される。そして温度比較信号生成部５１により両信号の大小関係と差分に基づき温度比較信号が生成される。オン時間決定部５７は温度比較信号に基づきスイッチング素子ＴＲ１をＯＮさせる時間を決定する。具体的には温度モニタ信号が温度指令値よりも小さく、その差分が多きければ大きい程オン時間を長く、温度モニタ信号が温度指令値よりも大きく、その差分が多きい程オン時間を短くする制御が行われる。
【００４２】
ただし、必要以上にオン時間を長くするとスイッチング素子ＴＲ１に大きなピーク電流が流れてしまうため、オン時間決定部は最大オン時間を制限しており、温度モニタ信号が温度指令値よりも小さく、その差分がある所定値以上になった場合は予め設定された最大オン時間をオン時間として設定しスイッチング素子ＴＲ１に必要以上のピーク電流が流れる事を防止している。
【００４３】
例えば、画像加熱定着装置の立ち上げ時等、温度検出手段１０５からの温度モニタ信号値が温度指令値に対し大きく下回る場合は、オン時間が長くなり定着装置の表面温度を急上昇させる。そのような場合は、駆動信号は上記の最大オン時間にて制御される。
【００４４】
駆動信号生成部５４は決定されたオン時間に基づきオフ時間固定の周波数変調によりスイッチング素子ＴＲ１を駆動するための駆動信号を生成し、スイッチング素子ＴＲ１がオン／オフ制御されることで励磁コイル４の励磁電流が制御される。
【００４５】
これにより、定着フィルムの表面温度は目標温度一定に温度制御される。
【００４６】
従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2004-273454号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４７】
従来の誘導加熱定着装置に於いては、上述したスイッチング素子ＴＲ１における最大オン時間の設定値は固定値であった。
【００４８】
一方で、磁束遮蔽板の閉じ時においては、開き時に対し、励磁回路から見た励磁コイル４のインダクタンス値が低下する。これにより遮蔽板閉じ時は、開き時に対し励磁コイル４に流れる励磁電流の傾きが急になる。
【００４９】
また、画像形成装置においては、ある一定時間以上に渡り、画像形成の動作が行われない場合はスリープモードへ移行し、コントローラは誘導加熱定着装置の温度指令値を大きく下げる、もしくは給電を停止するように動作する。そして、この様な状態から画像形成動作に移行する際、温度検出手段１０５からの温度モニタ信号値は温度指令値に対し大きく下回っている為、駆動信号のオン時間が長くなり、結果として駆動信号は最大オン時間にて制限された状態で誘導熱定着装置の表面温度を上昇させる。
【００５０】
さらに、スリープモードから画像形成動作に移行する際、予め使用される記録材の大きさが解っている場合は、予め遮蔽板を閉じ位置に移動させ、誘導熱定着装置の表面温度を上昇させる。
【００５１】
これらの各状態におけるスイッチング素子の駆動信号とスイッチング素子に流れる電流の関係を図１３に示す。
【００５２】
図１３中、駆動信号１が誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値に達し温調を行っている状態で、かつ記録材のサイズが大きく遮蔽板が開き時の駆動信号であり、Ｉｄ１がその時のスイッチング素子に流れる電流である。
【００５３】
駆動信号２はスリープからの復帰や装置の立ち上げ時等で、誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値を大きく下回っている状態で、かつ予め次画像形成動作における記録材が大きいことが解っている場合、もしくは不明な場合で、遮蔽板が開き時で、オン時間が最大オン時間の場合での駆動信号であり、Ｉｄ２がその時のスイッチング素子に流れる電流である。
【００５４】
駆動信号３が誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値に達し温調を行っている状態で、かつ記録材のサイズが小さく遮蔽板が閉じ時の駆動信号であり、Ｉｄ３がその時のスイッチング素子に流れる電流である。
【００５５】
さらに、駆動信号４はスリープからの復帰や装置の立ち上げ時等で、誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値を大きく下回っている状態で、かつ予め次画像形成動作における記録材が小さいことが解っている場合、で遮蔽板閉じ時で、オン時間が最大オン時間での駆動信号であり、Ｉｄ４がその時のスイッチング素子に流れる電流である。
【００５６】
図中に示すように、駆動信号１に対し、遮蔽板が閉じられた場合、駆動信号３の様にオン時間は狭まるように制御される。一方で遮蔽板が閉じられた事により励磁コイルのインダクタンス値が低下するためスイッチング素子に流れる電流の傾きは急になる。そして温調の結果、Ｉｄ−１とＩｄ−３はピーク値がほぼ等しくなる。しかし、スリープからの復帰や装置の立ち上げ時等で、誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値を大きく下回っている状態で、かつ予め次画像形成動作における記録材が小さいことが解っている場合の様に、オン時間が最大になると（Ｔｏｎ４）、大きなピーク電流が流れることになる。Ｉｄ−１〜４を重ねて表示したのが図１４である。
【００５７】
図１４に示すように、スイッチング素子には最大でＩｄ−４のピーク電流が流れる可能性がある、よって、スイッチング素子ＴＲ１を選択する際、遮蔽板閉じ時の励磁コイルインダクタンス値と最大オン時間の設定値より算出されるスイッチング素子に流れうる最大ピーク電流（Ｉｄ−４）に基づいたスイッチング素子ＴＲ１の選択が必要であった。
【００５８】
しかしながら、誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値達し温調を行っている状態においては、ノイズ等による誤動作や、温度検出手段の温度誤検知が無い限り、スイッチング素子ＴＲ１の駆動信号が最大オン時間に設定されることは無く、従来は、スリープからの復帰や装置の立ち上げ時等で、誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値を大きく下回っている状態で、かつ予め次画像形成動作における記録材が小さいことが解っている時に流れるピーク電流に対応し、定常温調時の必要容量に対し必要以上に容量の大きなスイッチング素子が選択されており、低コストへの妨げになっていた。
【課題を解決するための手段】
【００５９】
そこで、本発明は上述した課題を解決することを目的としてなされたもので、上記の問題を解決し、スイッチング素子の最適な選択を可能とし低コスト化した電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置、および前記加熱装置を画像定着等の像加熱装置として備えた画像形成装置を提供することにある。
【００６０】
請求項１においては、磁束発生手段と、スイッチング素子をオン／オフする事で前記磁束発生手段に高周波電流を供給する為の高周波電源装置と、前記磁束発生手段からの発生磁束の作用により電磁誘導発熱する誘導発熱体とを有し、導入された被加熱材を前記誘導発熱体に直接または伝熱材を介して接触させて搬送させ前記誘導発熱体で前記被加熱材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であり、前記磁束発生手段から前記誘導発熱体に対する作用磁束の前記被加熱材の搬送方向に交差する方向の密度分布を変化せしめる磁束調整手段と前記磁束調整手段の位置を変位させる駆動手段とを有し、前記磁束調整手段の位置により前記高周波電源装置に於けるスイッチング素子の最大ＯＮ時間の制限値を変化させることを特徴とする。
【００６１】
請求項２に於いては、前記磁束調整手段は、装置に使用される被加熱材のサイズに応じて機能する事を特徴とする。
【００６２】
請求項３においては、磁束調整手段の位置にかかわらず、前記スイッチング素子に流れる電流の最大値が等しくなるように、最大ＯＮ時間の制限値を変更することを特徴とする。
【００６３】
請求項４においては、加熱装置の立ち上げ時と温度調整時で、スイッチング素子の最大ＯＮ時間の制限値を変化させることを特徴とする。
【００６４】
請求項５においては、前記被加熱材が画像を担持させた記録材であり、前記画像を加熱処理する像加熱装置で有ることを特徴する。
【００６５】
請求項６においては、前記画像を永久画像として加熱定着させる画像加熱定着装置であることを特徴する。
【００６６】
請求項７においては、請求項５に記載の像加熱装置、または、請求項６に記載の画像加熱定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００６７】
以上説明した様に、遮蔽板の開き時と閉じ時でスイッチング素子を駆動するための駆動信号の最大オン時間の制限値を変えることで、遮蔽板の開き時と閉じ時にかかわらず、最大オン時間でスイッチング素子を駆動した際のピーク電流値をほぼ等しくすることが可能であり、その結果、スイッチング素子の最適な選択を可能とし低コスト化した電磁（磁気）誘導加熱方式の加熱装置、および前記加熱装置を画像定着等の像加熱装置として備えた画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
（実施例１）
以下，本発明の実施の形態例を図面に基づいて具体的に説明する。
【００６９】
図１〜５は本発明の第一の実施形態を示した図である。
【００７０】
図１〜５に於いて前述の従来例の図７〜14と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００７１】
図１は本発明を有する誘導加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真４色カラープリンタである。
【００７２】
１１は有機感光体でできた電子写真感光体ドラム（像担持体）であり、矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００７３】
感光体ドラム１１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００７４】
次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナ）１３から出力されるレーザ光Ｌによる、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１３は不図示の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光Ｌを出力して回転感光体面を走査露光するもので、この走査露光により回転感光体ドラム１１面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１３ａはレーザ光学箱１３からの出力レーザ光を感光体ドラム１１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００７５】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１４のうちのイエロー現像器１４Ｙの作動でイエロートナー像として現像される。そのイエロートナー像は感光体ドラム１１と中間転写体ドラム１６との接触部（或は近接部）である一次転写部Ｔ１において中間転写体ドラム１６の面に転写される。中間転写体ドラム１６面に対するトナー像転写後の回転感光体ドラム１１面はクリーナ１７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００７６】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の、第２（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１４Ｍが作動）、第３（例えばシアン成分画像、シアン現像器１４Ｃが作動）、第４（例えば黒成分画像、黒現像器１４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次に実行され、中間転写体ドラム１６面にイエロートナー像・マゼンタトナー像・シアントナー像・黒トナー像の都合４色のトナー像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラー画像が合成形成される。
【００７７】
中間転写体ドラム１６は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光体ドラム１１に接触して或は近接して感光体ドラム１１と略同じ周速度で矢示の半時計方向に回転駆動され、金属ドラムにバイアス電位を与えて感光体ドラム１１との電位差で感光体ドラム１１側のトナー像を該中間転写体ドラム面側に転写させる。
【００７８】
上記の回転中間転写体ドラム１６面に合成形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写体ドラム１６と転写ローラ１５との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り込まれた記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１５は記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム１６面側から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【００７９】
二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間転写体ドラム１６の面から分離されて画像加熱定着装置１０へ導入され、未定着トナー像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。
【００８０】
画像加熱定着装置１０は電磁誘導加熱方式の装置である。
【００８１】
画像加熱定着装置１０は図示しないコントローラからの温度指令値と表面温度の検出結果にもとづき所定の温度に制御されている。
【００８２】
記録材Ｐに対するカラートナー像転写後の回転中間転写体ドラム１６はクリーナ１８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１８は常時は中間転写体ドラム１６に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１６から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１６に接触状態に保持される。
【００８３】
また転写ローラ１５も常時は中間転写体ドラム１６に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１６から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１６に記録材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００８４】
図２が画像加熱定着装置１０における励磁コイルに高周波交流電流を供給するための高周波電源装置の概略図である。
【００８５】
駆動周波数制御部５０は、スイッチング素子ＴＲ１を駆動するための駆動信号を生成しており、その駆動信号はオフ時間固定、オン時間可変の周波数変調により制御されている。駆動周波数制御部５０には温度検出手段１０５からの温度モニタ信号とコントローラ部６１からの温度指令値、さらに磁束遮蔽板の位置信号が入力されている。
【００８６】
コントローラ部は図１で説明した各部の動作を制御しており、装置に通紙使用される記録材が小サイズであると不図示の認知手段で検知されたときは、磁束遮蔽板を図７の様に閉じ位置へ切り替え移動させるように遮蔽板駆動手段を制御すると共に、駆動周波数制御部５０へ遮蔽板が閉じている事を示す遮蔽板位置信号を出力する。コントローラ部は、装置に通紙使用される記録材が大サイズであると認知手段で検知されたときは、磁束遮蔽板を図８の様に開き位置へ切り替え移動させるように遮蔽板駆動手段を制御すると共に、駆動周波数制御部５０へ遮蔽板が開いている事を示す遮蔽板位置信号を出力する。
【００８７】
駆動周波数制御部５０の構成を図３に示す。
【００８８】
駆動周波数制御部５０には温度検出手段１０５からの温度モニタ信号とコントローラ部６１からの温度指令値、遮蔽板位置信号が入力される。そして温度比較信号生成部５１により温度モニタ信号両信号と温度指令値の大小関係と差分に基づき温度比較信号が生成される。オン時間決定部５２は温度比較信号に基づきスイッチング素子ＴＲ１をＯＮさせる時間を決定する。具体的には温度モニタ信号が温度指令値よりも小さく、その差分が多きければ大きい程オン時間を長く、温度モニタ信号が温度指令値よりも大きく、その差分が多きい程オン時間を短くする制御が行われる。
【００８９】
ただし、必要以上にオン時間を長くするとスイッチング素子ＴＲ１に大きなピーク電流が流れてしまうため、オン時間決定部は最大オン時間を制限しており、温度モニタ信号が温度指令値よりも小さく、その差分がある所定値以上になった場合は予め設定された最大オン時間をオン時間として設定しスイッチング素子ＴＲ１に必要以上のピーク電流が流れる事を防止している。
【００９０】
この最大オン時間は最大オン時間設定部５３より入力される。最大オン時間設定部５３には遮蔽板信号が入力されており、遮蔽板の開き時と閉じ時で異なる最大オン時間を出力している。
【００９１】
具体的には、遮蔽板開き時に対し、遮蔽板閉じ時の最大オン時間が小さくなる様、かつ最大オン時間でスイッチング素子を駆動した場合に、遮蔽板開き時も閉じ時もその時のピーク電流値がほぼ等しくなるような最大オン時間が設定されている。
【００９２】
駆動信号生成部５４は決定されたオン時間に基づきオフ時間固定の周波数変調によりスイッチング素子ＴＲ１を駆動するための駆動信号を生成し、スイッチング素子ＴＲ１がオン／オフ制御されることで励磁コイル４の励磁電流が制御される。これにより、定着フィルムの表面温度は目標温度一定に温度制御される。
図４は、遮蔽板開き時と閉じ時の駆動信号のオン時間とスイッチング素子に流れる電流について説明した図である。
【００９３】
図４、駆動信号１が誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値に達し温調を行っている状態で、かつ記録材のサイズが大きく遮蔽板が開き時の駆動信号であり、Ｉｄ１がその時のスイッチング素子に流れる電流である。
【００９４】
駆動信号２はスリープからの復帰や装置の立ち上げ時等で、誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値を大きく下回っている状態で、かつ予め次画像形成動作における記録材が大きいことが解っている場合、もしくは不明な場合で、遮蔽板が開き時で、オン時間が最大オン時間の場合での駆動信号であり、Ｉｄ２がその時のスイッチング素子に流れる電流である。
【００９５】
駆動信号３が誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値に達し温調を行っている状態で、かつ記録材のサイズが小さく遮蔽板が閉じ時の駆動信号であり、Ｉｄ３がその時のスイッチング素子に流れる電流である。
【００９６】
さらに、駆動信号４はスリープからの復帰や装置の立ち上げ時等で、誘導熱定着装置の表面温度が温度指令値を大きく下回っている状態で、かつ予め次画像形成動作における記録材が小さいことが解っている場合、で遮蔽板閉じ時で、オン時間が最大オン時間での駆動信号であり、Ｉｄ４がその時のスイッチング素子に流れる電流である。
【００９７】
図中に示すように、遮蔽板開き時で温調中の駆動信号１に対し、遮蔽板が閉じられた場合、遮蔽板が閉じられた事により励磁コイルのインダクタンス値が低下するためスイッチング素子に流れる電流の傾きは急になる。そして駆動信号３の様にオン時間は狭まるように制御される。その結果、Ｉｄ−１とＩｄ−３はピーク値がほぼ等しくなる。
【００９８】
一方、遮蔽板開き時の最大オン時間はｔｏｎ２なのに対し、遮蔽板閉じ時の最大オン時間はｔｏｎ４で有り、ｔｏｎ４はｔｏｎ２に対し小さな値が設定されている。これにより遮蔽板閉じ時のスイッチング素子に流れるピーク電流を小さくすることができる。
【００９９】
ここでは、遮蔽板開き時における最大オン時間ｔｏｎ２でのスイッチング素子電流Ｉｄ−２と遮蔽板閉じ時における最大オン時間ｔｏｎ４でのスイッチング素子電流Ｉｄ−４がほぼ等しくなる様なｔｏｎ４が設定されている。
【０１００】
各状態でのスイッチング素子電流Ｉｄ−１〜４を重ねて表示したのが図１４である。
【０１０１】
図１４に示すように、スイッチング素子に流れる可能性のある最大ピーク電流は、遮蔽板の開き閉じにかかわらずほぼ一定となり、従来例の図１４のＩｐ−３と比較しても大幅に減少することができる。
【０１０２】
よって、スイッチング素子ＴＲ１を選択する際、図５のＩｐ−２の電流値を元にスイッチング素子ＴＲ１を選択すれば良く、従来に対し定格電流が小さく画像加熱定着装置において最適なスイッチング素子、つまりはコストの低い素子が使用可能となる。
【０１０３】
なお、ここでは、遮蔽板の閉じ時と開き時における最大オン時間の調整について説明したが、遮蔽板が記録材の大きさにあわせ、遮蔽領域の大きさを何段階にも切り替え可能な場合においても、最大オン時間の設定を複数設け、遮蔽板の遮蔽領域の大きさにあわせた最大オン時間に設定することで、遮蔽板の遮蔽領域の大きさにかかわらず、最大オン時間時のスイッチング素子に流れるピーク電流をほぼ等しくすることが可能なり、画像加熱定着装置において最適なスイッチング素子、つまりはコストの低いスイッチング素子が使用可能となる。
【０１０４】
（実施例２）
以下，本発明の第二の実施の形態例を図面に基づいて具体的に説明する。
【０１０５】
図６は本発明の第二の実施形態を示した図である。
【０１０６】
図６に於いて前述の従来例の図7〜14、第一の実施形態例の図１〜５と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。
【０１０７】
図６は第二の実施形態における駆動周波数制御部の構成である。
【０１０８】
駆動周波数制御部には温度検出手段１０５からの温度モニタ信号とコントローラ部６１からの温度指令値、遮蔽板位置信号、さらにはモード信号が入力される。
【０１０９】
モード信号は画像形成装置の状態を示す信号であり、立ち上げ時かスリープ時か定常時かを示す信号である。
【０１１０】
そして温度比較信号生成部５１により温度モニタ信号値と温度指令値の大小関係と差分に基づき温度比較信号が生成される。オン時間決定部５２は温度比較信号に基づきスイッチング素子ＴＲ１をＯＮさせる時間を決定する。具体的には温度モニタ信号が温度指令値よりも小さく、その差分が多きければ大きい程オン時間を長く、温度モニタ信号が温度指令値よりも大きく、その差分が大きい程オン時間を短くする制御が行われる。
【０１１１】
ただし、必要以上にオン時間を長くするとスイッチング素子ＴＲ１に大きなピーク電流が流れてしまうため、オン時間決定部は最大オン時間を制限しており、温度モニタ信号が温度指令値よりも小さく、その差分がある所定値以上になった場合は予め設定された最大オン時間をオン時間として設定しスイッチング素子ＴＲ１に必要以上のピーク電流が流れる事を防止している。
【０１１２】
この最大オン時間は最大オン時間設定部５５より設定される。最大オン時間設定部５５には遮蔽板信号とモード信号が入力されており、遮蔽板の開き時と閉じ時、さらには画像形成装置の状態に応じて異なる最大オン時間を出力している。
【０１１３】
具体的には、遮蔽板開き時に対し、遮蔽板閉じ時の最大オン時間が小さくなる様、かつ最大オン時間でスイッチング素子を駆動した場合に、遮蔽板開き時も閉じ時もその時のピーク電流値がほぼ等しくなるような最大オン時間が設定され、さらに画像形成装置が立ち上げ時、もしくはスリープからの復帰時よりも定常温調時の最大オン時間が小さくなる様に最大オン時間を出力している。
【０１１４】
その結果、駆動信号を最大オン時間で動作した場合にスイッチング素子ＴＲに流れるピーク電流の大きさは、遮蔽板の開き時、閉じ時にはほぼ関係無く、さらに、画像形成装置の立ち上げ時、もしくはスリープからの復帰時よりも定常温調時の方が小さくなる様に制御される。
【０１１５】
駆動信号生成部５４は決定されたオン時間に基づきオフ時間固定の周波数変調によりスイッチング素子ＴＲ１を駆動するための駆動信号を生成し、スイッチング素子ＴＲ１がオン／オフ制御されることで励磁コイル４の励磁電流が制御される。これにより、定着フィルムの表面温度は目標温度一定に温度制御される。
【０１１６】
上述の様に、画像形成装置の状態に応じて最適な最大オン時間を設定することで、ノイズや温度検出手段の異常による誤制御が発生した場合でも、より安定した温度制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明を有する誘導加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置。
【図２】本発明における高周波電源装置の概略図。
【図３】本発明の第一の実施形態における駆動周波数制御部の構成図。
【図４】本発明の第一の実施形態における波形を説明する図。
【図５】本発明の第一の実施形態における波形を説明する図。
【図６】本発明の第二の実施形態における駆動周波数制御部の構成図。
【図７】画像加熱定着装置の一部切欠き側面図。
【図８】画像加熱定着装置の一部切欠き側面図。
【図９】加熱アセンブリの縦断正面図。
【図１０】加熱アセンブリの切欠き斜視図。
【図１１】従来例における高周波電源装置の概略図。
【図１２】従来例における駆動周波数制御部の構成図。
【図１３】本発明の第一の実施形態における波形を説明する図。
【図１４】本発明の第一の実施形態における波形を説明する図。
【符号の説明】
【０１１８】
１  加熱アッセンブリ
２  加圧ローラ
３  フィルムガイド部材
４  励磁コイル
５  磁性コア
６  定着フィルム
７  遮蔽板
１０  画像加熱定着装置
１１  感光ドラム
１２  帯電装置
１３  レーザー光学箱
１４  カラー現像装置
１５  転写ローラ
１６  中間転写ドラム
１７  クリーナ
１８  クリーナ
５０、５６  駆動周波数制御部
５１  温度比較信号生成部
５２  オン時間決定部
５３、５５  最大オン時間設定部
５４  駆動信号生成部
６０、６１  コントローラ
７０  駆動手段
１００  温度検出部
１０１  制御回路
１０５  温度検出手段
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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