(57)【要約】【課題】  定着ベルト外側の誘導加熱コイルユニットを、パワー不足を招くことなく小型化する。【解決手段】  発熱体である加熱ローラ１と非発熱体である定着ローラ３との間を定着ベルト２で架け渡し、加熱ローラ１の外側に誘導加熱素子を配設し、加熱ローラ１の熱で定着ローラ６を加熱する定着装置において、誘導加熱素子は、定着ベルト２の外側の加熱ローラ１の外周に沿って配置された第１コイル６と、定着ベルト２の内側の加熱ローラ１の外周に沿って配置された第２コイル７とから構成する。【選択図】図１
2007121437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体である加熱ローラと非発熱体である定着ローラとの間を定着ベルトで架け渡し、前記加熱ローラの外側に誘導加熱素子を配設し、前記加熱ローラの熱で前記定着ローラを加熱する定着装置において、
前記誘導加熱素子は、
前記定着ベルトの外側の前記加熱ローラの外周に沿って配置された第１誘導加熱素子と、
前記定着ベルトの内側の前記加熱ローラの外周に沿って配置された第２誘導加熱素子と、
から構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ベルトが誘導加熱によって発熱する発熱体からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１誘導加熱素子は前記加熱ローラと前記定着ベルトとを誘導加熱することを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１加熱素子の駆動、第２加熱素子の駆動、並びに第１及び第２加熱素子の同時駆動の三者の駆動を切り替える切り替え手段と、
１系統で前記第１及び第２加熱素子をそれぞれ駆動する駆動制御手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記１系統の駆動制御手段は、時間差をおいて前記第１及び第２誘導加熱素子の各々に出力される個別の駆動制御と、前記第１及び第２誘導加熱素子の切り替え動作とを関連付け、組み合わせて制御することを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記駆動制御手段はソフトウエアによって前記第１及び第２誘導加熱素子の駆動を切り替えることを特徴とする請求項４また５記載の定着装置。
【請求項７】
前記駆動制御手段はタイマによって予め設定された時間毎に前記第１及び第２誘導加熱素子の駆動を切り替えることを特徴とする請求項４また５記載の定着装置。
【請求項８】
前記駆動制御手段はソフトウエアによる切り替えと、タイマによって予め設定された時間毎の切り替えを自動的に切り替えることを特徴とする請求項４または５記載の定着装置。
【請求項９】
前記タイマによって切り替える場合には、前記第１誘導加熱素子から前記第２誘導加熱素子への切り替え時間と、前記第２誘導加熱素子から前記第１誘導加熱素子への切り替え時間が個別に設定されていることを特徴とする請求項７または８記載の定着装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２誘導加熱素子がコイルから構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の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、誘導加熱により加熱する定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラム等に形成したトナー画像を記録媒体である転写紙に転写し、その後、例えば加熱ローラと定着ローラと備えた定着装置により加熱処理を施し、記録媒体に画像を定着させている。定着装置は、ハロゲンヒータ等のヒータ方式や電磁誘導加熱方式などにより加熱される加熱ローラと、この加熱ローラに対向配置され、加圧される定着ローラを前記加熱ローラ側に圧接してニップ部と呼ばれる相互圧接部を形成し、このニップ部にトナー像が転写された記録媒体を通して加熱及び加圧するものである。前記ヒータ方式は加熱ローラを必要な温度に加熱するまでの時間が長く、ヒータ自体の熱損失も大きい。一方、前記電磁誘導加熱方式は、加熱ローラを電磁誘導による渦電流によって瞬時に加熱することができ、立ち上がり時間を画期的に短くすることができるため、実用化が急速に進んでいる。
【０００３】
この電磁誘導加熱方式としては、例えば特許文献１及び２に記載されたものが公知である。これらの発明では、定着ローラに加熱ベルトを介して連動するように加熱ローラを設けるとともに、加熱ベルトを加熱ローラに対し外側に誘導加熱コイルを配置する外部発熱方式のベルト式定着装置を提案している。
【特許文献１】特開２００２−８２５４９号公報
【特許文献２】特開２００５−９９７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来技術においては、１つの誘導加熱コイルを定着ベルトの外側に配置している。このような配置は、発熱体が定着ベルトのみである場合はやむを得ない方法であるが、加熱ローラの外周に沿って誘導加熱コイルを配置せねばならないことより、誘導加熱コイルの占める面性が大きくなってしまい、誘導加熱コイルユニットを大型化させていた。その結果として、画像形成装置内のメカレイアウトに対し大きな制約をもたらしていた。
【０００５】
また、誘導加熱コイルを単純に小型化するとパワー不足となり、立ち上がり時間の増加及び温度落ち込みを招く結果となる。一般に、ベルト式定着装置においては、ベルト／加熱ローラは立ち上がりを早くするために肉厚をできるだけ薄くして熱容量を少なくしているが、その副作用として通紙時に紙に熱を持って行かれるため温度落ち込みが発生しがちとなる。誘導加熱コイルの小型化によるパワー不足は前記副作用を更に増長させることとなる。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、定着ベルト外側の誘導加熱コイルユニットを、パワー不足を招くことなく小型化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、第１の手段は、発熱体である加熱ローラと非発熱体である定着ローラとの間を定着ベルトで架け渡し、前記加熱ローラの外側に誘導加熱素子を配設し、前記加熱ローラの熱で前記定着ローラを加熱する定着装置において、前記誘導加熱素子が、前記定着ベルトの外側の前記加熱ローラの外周に沿って配置された第１誘導加熱素子と、前記定着ベルトの内側の前記加熱ローラの外周に沿って配置された第２誘導加熱素子とから構成されていることを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段において、前記定着ベルトが誘導加熱によって発熱する発熱体からなることを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第２の手段において、前記第１誘導加熱素子は前記加熱ローラと前記定着ベルトとを誘導加熱することを特徴とする。
【００１０】
第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記第１加熱素子の駆動、第２加熱素子の駆動、並びに第１及び第２加熱素子の同時駆動の三者の駆動を切り換える切り替え手段と、１系統で前記第１及び第２加熱素子をそれぞれ駆動する駆動制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
第５の手段は、第４の手段において、前記１系統の駆動制御手段が、時間差をおいて前記第１及び第２誘導加熱素子の各々に出力される個別の駆動制御と、前記第１及び第２誘導加熱素子の切り替え動作とを関連付け、組み合わせて制御することを特徴とする。
【００１２】
第６の手段は、第４または第５の手段において、前記駆動制御手段はソフトウエアによって前記第１及び第２誘導加熱素子の駆動を切り替えることを特徴とする。
【００１３】
第７の手段は、第４または第５の手段において、前記駆動制御手段はタイマによって予め設定された時間毎に前記第１及び第２誘導加熱素子の駆動を切り替えることを特徴とする。
【００１４】
第８の手段は、第４または第５の手段において、前記駆動制御手段はソフトウエアによる切り替えと、タイマによって予め設定された時間毎の切り替えを自動的に切り替えることを特徴とする。
【００１５】
第９の手段は、第７または第８の手段において、前記タイマによって切り替える場合には、前記第１誘導加熱素子から前記第２誘導加熱素子への切り替え時間と、前記第２誘導加熱素子から前記第１誘導加熱素子への切り替え時間が個別に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
第１０の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段において、前記第１及び第２誘導加熱素子がコイルから構成されていることを特徴とする。
【００１７】
第１１の手段は、第１ないし第１０のいずれかの手段に係る定着装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００１８】
なお、後述の実施形態において、加熱ローラは参照番号１に、定着ローラは参照番号３に、定着ベルトは参照番号２に、第１誘導加熱素子は第１コイル６に、第２誘導加熱素子は第２コイル７に、切り替え手段は第１スイッチ回路２０５と第２スイッチ回路２０６に、駆動制御手段は制御手段９に、タイマは参照番号９４にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、定着ベルトの外側の加熱ローラの外周に沿って配置された第１誘導加熱素子と、定着ベルトの内側の加熱ローラの外周に沿って配置された第２誘導加熱素子とを備えているので、パワー不足を招くことなく定着ベルト外側の誘導加熱コイルユニットを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は本発明の一実施形態における定着装置の主要構成を概略的に示す図である。この実施形態では定着装置は外部加熱方式の誘導加熱によるベルト式定着装置である。定着部１２１は誘導加熱原理による発熱体にて形成された加熱ローラ１、非発熱体あるいは発熱体で構成された定着ベルト２、定着ローラ３、及び加圧ローラ３ａからなり、トナー５が転写された記録媒体である転写紙４が、前記定着ローラ３と、この定着ローラ３を押圧するように設けられた加圧ローラ３ａとのニップに挿入され、加熱及び加圧定着が行われる。定着ベルト２の外側には誘導加熱コイルで構成された第１コイル６が配置され、定着ベルト２の内側の加熱ローラ１に対向する位置には同じく誘導加熱コイルで構成された第２コイル７が配置されている。ここで第１コイル６及び第２コイル７の各々の大きさは、２つのコイルに分割しなかった場合（従来方式）に較べ、小型化が可能となる。８は温度センサであり、定着ベルト２の温度を検知し、制御部９に伝える。制御部９は温度センサ８からの検知信号に基づいて誘導加熱インバータ（以下、ＩＨインバータと称する）１０の制御を行う。ＩＨインバータ１０は、制御部９から送られる制御信号に基づいて第１コイル６及び第２コイル７の駆動電流を生成する。
【００２１】
制御部９は温度センサ８を介して定着ベルト２の温度を検知し、その検知された温度に応じて最適な状態となるようにＩＨインバータ１０を制御する。制御指示を受けたＩＨインバータ１０は、前記指示に応じた電力を第１コイル６及び第２コイル７に投ずべく各コイルに向けた電流パルス（駆動電流）を生成し通電する。ＩＨインバータ１０によって生成された電流パルスが通電された第１コイル６及び第２コイル７は、電流パルスを磁気パルスに変換する。そして、第２コイル７より発せられる磁気パルスを受けることにより加熱ローラ１の発熱体内部に渦電流が発生し、自己発熱する。定着ベルト２が非発熱体で構成されている場合は、第１コイル６から発せられる磁気パルスを受けることにより加熱ローラ１は発熱体内部に渦電流が発生し、自己発熱する。加熱ローラ１の自己発熱により定着ベルト２が加熱され、加熱ローラ１及び定着ローラ３の回転に伴いトナー５を転写紙４に定着させる。一方、定着ベルト２が発熱体で構成されている場合は、加熱ローラ１のみならず定着ベルト２をも発熱体にて構成されることになるので、第１コイル６より発せられる磁気パルスを受けることにより加熱ローラ１及び定着ベルト２は発熱体内部に渦電流が発生し、自己発熱する。加熱ローラ１及び定着ベルト２の自己発熱により定着ベルト２が加熱され、加熱ローラ１及び定着ローラ３の回転に伴いトナー５を転写紙４に定着させる。
【００２２】
図２は図１の制御部９及びＩＨインバータ１０の詳細な構成を示すブロック図である。制御部９は、本定着装置の温度制御を含め、画像形成装置の主要メカトロ制御を司るＣＰＵ９１と、ＣＰＵ９１を動作させるための制御プログラムが内蔵されたメモリ９２と、ＣＰＵ９１により設定された内容に従い出力導線９３上に後述する第２切り替え信号を生成するタイマ９４等を備えている。
【００２３】
ＣＰＵ９１の出力導線９１ａからは制御信号が出力される。この制御信号は、ＩＨインバータ１０に対して第１コイル６及び第２コイル７への駆動状態を制御するものである。本制御信号は、第１コイル６及び第２コイル７の２つのコイルを駆動制御することに対し、１系統にて各々のコイルに宛てた制御指令を時分割で送出する。
【００２４】
ＣＰＵ９１の出力導線９１ｂからは第１保持信号が出力される。この第１保持信号は前述の制御信号に対し、第１コイル６に宛てた信号が出力される際にアクティブとなる。ここではアクティブ：Ｌｏｗとする。
【００２５】
ＣＰＵ９１の出力導線９１ｃからは第２保持信号が出力される。この第２制御信号は前述の制御信号に対し、第２コイル７に宛てた信号が出力される際にアクティブとなる。ここではアクティブ：Ｌｏｗとする。
【００２６】
ＣＰＵ９１の出力導線９１ｄからは第３切り替え信号が出力される。この第３切り替え信号は、第１コイル６と第２コイル７を同時に駆動するか、非同時に駆動するかを切り替えるためのものである。ここではＬｏｗ：同時、Ｈｉｇｈ：非同時とする。
【００２７】
ＣＰＵ９１の出力導線９１ｅからは第１切り替え信号が出力される。この第１切り替え信号は、非同時切り替え時において第１コイル６と第２コイル７のどちらを有効にするかの切り替えをソフトウエア管理にて行うためのものであり、同時切り替え時においては第１コイル６と第２コイル７の双方の有効／無効を切り替えるためのものである。ここでは、非同時モードにおいては  Ｌｏｗ：第１コイル６有効／第２コイル７無効、Ｈｉｇｈ：第１コイル６無効／第２コイル７有効とする。  また、同時モードにおいては  Ｌｏｗ：第１コイル６及び第２コイル７は共に有効、Ｈｉｇｈ：第１コイル６及び第２コイル７は共に無効とする。
【００２８】
ＣＰＵ９１のバス９１ｆは、画像形成装置内において本定着制御以外の制御対象に対する入出力信号群であり、本発明とは特に関連はない。
【００２９】
タイマ９４は、ＣＰＵ９１により設定された内容に従い出力導線９３上に後述する第２切り替え信号を生成する。即ち、ＣＰＵ９１が本タイマ９４を設定した以降は、その設定内容に従った出力波形を生成し、設定内容に従った期間その出力を繰り返すものである。その出力期間中、ＣＰＵ９１は本切り替え制御に介在する必要はない。タイマ９４の出力導線９３からは第２切り替え信号が出力される。この第２切り替え信号は、非同時切り替え時においては第１コイル６と第２コイル７のどちらを有効にするかの切り替えをタイマ管理にて行うためのものであり、同時切り替え時においては第１コイル６と第２コイル７の双方の有効／無効を切り替えるためのものである。ここでは、非同時モードにおいてはＬｏｗ：第１コイル６有効／第２コイル７無効、Ｈｉｇｈ：第１コイル６無効／第２コイル７有効とする。また、同時モードにおいては  Ｌｏｗ：第１コイル６及び第２コイル７は共に有効、Ｈｉｇｈ：第１コイル６及び第２コイル７は共に無効とする。
【００３０】
ＩＨインバータ１０は、第１及び第２保持回路２０１，２０２、選択回路２０３、パルス生成回路２０４、第１及び第２スイッチ回路（図２においてはＳＷ１及びＳＷ２と記す）２０５，２０６、第１及び第２コイル駆動回路（図２においてはＩＧＢＴ１及びＩＧＢＴ２と記す）２０７，２０８、３つの負論理のＯＲゲート２０９，２１２，２１３、負論理のＡＮＤゲート２１０、及びインバータ２１１から構成されている。
【００３１】
第１保持回路２０１は第１保持信号がＬｏｗの期間中に入力した制御信号の内容を保持し、選択回路２０３に向けて出力する。一方、第２保持回路２０２は第２保持信号がＬｏｗの期間中に入力した制御信号の内容を保持し、選択回路２０３に向けて出力する。選択回路２０３は、第１保持回路２０１及び第２保持回路２０２の出力信号を入力し、ＯＲゲート２０９の出力の状態によってどちらかを選択し、パルス生成回路２０４に向けて出力する。ここでは、ＯＲゲート２０９の出力がＬｏｗにて第１保持回路２０１の出力が選択され、ＯＲゲート２０９の出力がＨｉｇｈにて第２保持回路２０２の出力が選択されるものとする。パルス生成回路２０４は、選択回路２０３から入力した信号の内容に従い、第１コイル６及び第２コイル７の駆動用のパルスを生成し、第１スイッチ回路２０５及び第２スイッチ回路２０６に向けて出力する。第１スイッチ回路２０５は、ＯＲゲート２１２の出力がＬｏｗのときにパルス生成回路２０４から入力した信号を第１コイル駆動回路２０７に向け出力し、第２スイッチ回路２０６は、ＯＲゲート２１３の出力がＬｏｗのときにパルス生成回路２０４から入力した信号を第２コイル駆動回路２０８に向け出力する。
【００３２】
第１コイル駆動回路２０７は、第１スイッチ回路２０５から入力した信号から第１コイル６の駆動電流を生成し、第１コイル６に向け出力する。またその出力はパルス生成回路２０４にもフィードバックされ、パルス生成回路２０４は選択回路２０３からの入力信号に対し第１コイル駆動回路１７の出力状態が一致したものになるように出力信号を生成する。第２コイル駆動回路２０８は、第２スイッチ回路２０６から入力した信号から第２コイル７の駆動電流を生成し、第２コイル７に向け出力する。またこの出力もパルス生成回路２０４にフィードバックされ、パルス生成回路２０４は選択回路２０３からの入力信号に対し第２コイル駆動回路１８の出力状態が一致したものになるように出力信号を生成する。負論理のＯＲゲート２０９は、入力に第１切り替え信号及び第２切り替え信号が接続される。即ち、第１切り替え信号若しくは第２切り替え信号のどちらかがＬｏｗとなった場合、Ｌｏｗを出力する。
【００３３】
負論理のＡＮＤゲート２１０は、入力に第３切り替え信号及びＯＲゲート２０９の出力が接続される。即ち、第３切り替え信号及びＯＲゲート２０９の出力が双方ともにＬｏｗになった場合のみＬｏｗを出力する。インバータ２１１は、入力にＯＲゲート２０９の出力が接続され、ＯＲゲート２０９からの入力状態を反転して出力する。負論理のＯＲ素子２１２は、入力にＯＲゲート２０９の出力及びＡＮＤゲート２１０の出力が接続され、ＯＲゲート２０９の出力若しくはＡＮＤゲート２１０の出力のどちらかがＬｏｗとなった場合に入力にＬｏｗを出力する。また、同じく負論理のＯＲゲート２１３は、入力にＡＮＤゲート２１０の出力及びインバータ２１１の出力が接続され、入力にＡＮＤゲート２１０の出力若しくはインバータ２１１の出力のどちらかがＬｏｗとなった場合に入力にＬｏｗを出力する。
【００３４】
図３は第１コイル６と第２コイル７を非同時モードで動作させた場合のタイミングチャートである。まず、ＣＰＵ９１は温度センサ８からの温度情報をもとに、メモリ９２に格納された制御プログラムに従って第１コイル６及び第２コイル７を制御すべく、出力導線９１ａから制御信号を出力する。図３の（ａ）はこの制御信号の出力例であり、１０ｍｓｅｃを１サイクルの制御周期として１サイクル内のＨｉｇｈ期間とＬｏｗ期間の比率にて各コイルの駆動状態をＩＨインバータ１０に指示する。
【００３５】
図３（ａ）の例では、指示Ａ及び指示Ｃは第１コイル６に宛てたものであり、指示Ｂ及び指示Ｄは第２コイル７に宛てたものである。ＣＰＵ９１は各コイルに宛てた制御信号を時分割にて出力すると同時に、制御内容がいずれのコイルに宛てたものであるのかを区別するために、第１コイル６に宛てた期間中は第１保持信号をアクティブに、第２コイル７に宛てた第２保持信号をアクティブにする。図３の（ｂ）は第１保持信号の出力例であり、即ち指示Ａ及び指示Ｃが第１コイル６に宛てた指示となる。第１保持回路２０１は最初に第１保持信号がＬｏｗになった時点より指示Ａの内容を保持して選択回路２０３に出力し、次に第１保持信号がＬｏｗになった時点より指示Ｃの内容を保持して選択回路２０３に出力する。図３の（ｃ）は第２保持信号の出力例であり、即ち指示Ｂ及び指示Ｄが第２コイル７に宛てた指示となる。第２保持回路２０２は最初に第２保持信号がＬｏｗになった時点より指示Ｂの内容を保持して選択回路２０３に出力し、次に第２保持信号がＬｏｗになった時点より指示Ｄの内容を保持して選択回路２０３に出力する。
【００３６】
ここでＣＰＵ９１は、第１コイル６と第２コイル７の切り替えを制御プログラムに従って自身で行う場合は、第１切り替え信号を以って切り替え制御を実施する。なおその際には、ＣＰＵ９１はタイマ９４に対し停止状態を予め設定しておくことより、第２切り替え信号は非アクティブ状態（Ｈｉｇｈ）となっている。図３の（ｄ）は第１切り替え信号の出力例であり、図３の（ｅ）は第２切り替え信号の出力例である。いずれも、図３におけるソフト切替（非同時）期間が、現説明の状態となる。図３の（ｆ）は第３切り替え信号の出力例であり、本説明は非同時モードを前提としているので常にＨｉｇｈに固定される。図３に示すソフト切替（非同時）期間において、第２切り替え信号がＨｉｇｈであるので、ＯＲゲート２０９の出力は第１切り替え信号の出力状態がそのまま出力される。即ち、選択回路２０３は選択信号としてＯＲゲート２０９の出力が入力されているので、第１切り替え信号がＬｏｗの期間は第１保持回路２０１の出力が選択され、また第１切り替え信号がＨｉｇｈの期間は第２保持回路２０２の出力が選択され、パルス生成回路２０４に向けて出力する。
【００３７】
また、ＡＮＤゲート２１０の一方の入力である第３切り替え信号はＨｉｇｈであるため、他方の入力信号の状況に関わらずＡＮＤゲート２１０の出力はＨｉｇｈに固定される。ＡＮＤゲート２１０の出力はオアゲート２１２及び２１３のそれぞれ一方の入力に接続されているが、前述の通り本信号はＨｉｇｈに固定されているため、オアゲート２１２及び２１３の出力は他方の入力  即ちオアゲート２１２の出力はＯＲゲート２０９の出力状態がそのまま出力され、オアゲート２１３の出力はＯＲゲート２０９の出力がインバータ２１１を介することにより反転するため、ＯＲゲート２０９の出力とは逆の状態が出力される。つまり、第１切り替え信号がＬｏｗの期間は、オアゲート２１２の出力はＬｏｗでオアゲート２１３の出力はＨｉｇｈとなるので、第１スイッチ回路２０５が有効で第２スイッチ回路２０６が無効となり、選択回路２０３から出力された第１保持回路２０１の出力はパルス生成回路２０４を介して第１コイル６の駆動信号として生成され、第１スイッチ回路２０５を介して第１コイル駆動回路１７を駆動する。
【００３８】
また、第１切り替え信号がｈｉｇｈの期間は、オアゲート２１２出力はＨｉｇｈでオアゲート２１３の出力はＬｏｗとなるので、第１スイッチ回路２０５が無効で第２スイッチ回路２０６が有効となり、選択回路２０３から出力された第２保持回路２０２の出力はパルス生成回路２０４を介して第２コイル７駆動信号として生成され、第２スイッチ回路２０６を介して第２コイル駆動回路１８を駆動する。即ち、図３における指示Ａの内容は第１切り替え信号がＬｏｗの期間中に第１コイル駆動回路２０７の出力に反映され、第１コイル６を駆動し、指示Ｂの内容は第１切り替え信号がＨｉｇｈの期間中に第２コイル駆動回路１８の出力に反映され、第２コイル７を駆動する。
【００３９】
次に第１コイル６と第２コイル７の切り替えをタイマ９４の管理にて行う場合は、第２切り替え信号を以って切り替え制御を実施する。なおその際には、ＣＰＵ９１は第１切り替え信号を予め非アクティブ状態（Ｈｉｇｈ）に固定する。更にタイマ９４に対し、その出力状態及び繰り返し回数を設定し、タイマ９４を起動する。図３の（ｄ）は第１切り替え信号の出力例であり、図３の（ｅ）は第２切り替え信号の出力例である。いずれも、図３に示すタイマ切替（非同時）期間が、現説明の状態となる。図３の（ｆ）は第３切り替え信号の出力例であり、本説明は非同時モードを前提としているので常にＨｉｇｈに固定される。
【００４０】
図３に示すタイマ切替（非同時）期間において、第１切り替え信号がＨｉｇｈであるので、ＯＲゲート２０９の出力は第２切り替え信号の出力状態がそのまま出力される。即ち、選択回路２０３は選択信号としてＯＲゲート２０９の出力が入力されているので、第２切り替え信号がＬｏｗの期間は第１保持回路２０１の出力が選択され、また第２切り替え信号がＨｉｇｈの期間は第２保持回路２０２の出力が選択され、パルス生成回路２０４に向けて出力する。また、ＡＮＤゲート２１０の一方の入力である第３切り替え信号はＨｉｇｈであるため、他方の入力信号の状況に関わらずＡＮＤゲート２１０の出力はＨｉｇｈに固定される。
【００４１】
ＡＮＤゲート２１０の出力は、オアゲート２１２と２１３のそれぞれ一方の入力に接続されているが、前述の通り本信号はＨｉｇｈに固定されているため、オアゲート２１２と２１３の各出力は他方の入力  即ちオアゲート２１２の出力はＯＲゲート２０９の出力状態がそのまま出力され、オアゲート２１３の出力はＯＲゲート２０９の出力がインバータ２１１を介することにより反転するため、ＯＲゲート２０９の出力とは逆の状態が出力される。つまり、第２切り替え信号がＬｏｗの期間は、オアゲート２１２の出力はＬｏｗでオアゲート２１３の出力はＨｉｇｈとなるので、第１スイッチ回路２０５が有効で第２スイッチ回路２０６が無効となり、選択回路２０３から出力された保持回路１の出力はパルス生成回路２０４を介して第１コイル６の駆動信号として生成され、第１スイッチ回路２０５を介して第１コイル駆動回路２０７を駆動する。
【００４２】
また、第２切り替え信号がｈｉｇｈの期間はオアゲート２１２の出力はＨｉｇｈでオアゲート２１３出力はＬｏｗとなるので、第１スイッチ回路２０５が無効で第２スイッチ回路２０６が有効となり、選択回路２０３から出力された第２保持回路２０２の出力はパルス生成回路２０４を介して、第２コイル７駆動信号として生成され、第２スイッチ回路２０６を介して第２コイル駆動回路１８を駆動する。即ち図３における指示Ｃの内容は第２切り替え信号がＬｏｗの期間中に第１コイル駆動回路２０７の出力は図３の（ｇ）の指示Ｃに反映され、第１コイル６を駆動し、指示Ｄの内容は第２切り替え信号がＨｉｇｈの期間中に第２コイル駆動回路１８の出力である図３の（ｈ）の指示Ｄに反映され、第２コイル７を駆動する。
【００４３】
図４は第１コイル６と第２コイル７を同時モードで動作させた場合のタイミングチャートである。同時モード動作においても、ＣＰＵ９１は温度センサ８からの温度情報をもとに、メモリ９２に格納された制御プログラムに従って第１コイル６及び第２コイル７を制御すべく、制御信号を出力する。図４の（ａ）は制御信号の出力例であり、１０ｍｓｅｃを１サイクルの制御周期として１サイクル内のＨｉｇｈ期間とＬｏｗ期間の比率にて両コイルの駆動状態をＩＨインバータ１０に指示する。ＣＰＵ９１は両コイルを同時に制御するための制御信号を出力すると同時に、制御内容を保持するため第１保持信号をアクティブ（Ｌｏｗ）にする。この同時動作モードにおいては、第１コイル６及び第２コイル７の駆動制御は同時に行えば良ので、各コイルに対して個別に制御する必要がない。従って、この同時動作モードにおいては、第１保持信号及び第１保持回路２０１を有効とし、第２保持信号及び第２保持回路２０２は未使用とする。即ち、第１コイル６及び第２コイル７を同時に駆動するための制御信号は、第１保持信号がＬｏｗの期間に第１保持回路２０１に保持される。
【００４４】
図４の（ｂ）は第１保持信号の出力例であり、即ち指示Ａ及び指示Ｃが第１コイル６及び第２コイル７に宛てた指示となる。第１保持回路２０１は最初に第１保持信号がＬｏｗになった時点より指示Ａの内容を保持して選択回路２０３に出力し、次に第１保持信号がＬｏｗになった時点より指示Ｂの内容を保持して選択回路２０３に出力する。
【００４５】
ここでＣＰＵ９１は、第１コイル６と第２コイル７の切り替えを制御プログラム従って自身で行う場合は、第１切り替え信号を以って切り替え制御を実施する。なおその際には、ＣＰＵ９１はタイマ９に対し停止状態を予め設定しておくことより、第２切り替え信号は非アクティブ状態（Ｈｉｇｈ）となっている。図４の（ｄ）は第１切り替え信号の出力例であり、（ｅ）は第２切り替え信号の出力例である。いずれも、図４におけるソフト切替（同時）期間が、現説明の状態となる。また、図４の（ｆ）は第３切り替え信号の出力例であり、本説明は同時モードを前提としているので常にＬｏｗに固定される。
【００４６】
図４におけるソフト切替（同時）期間においては、第２切り替え信号がＨｉｇｈであるので、ＯＲゲート２０９の出力は第１切り替え信号の出力状態がそのまま出力される。即ち、選択回路２０３は選択信号としてＯＲゲート２０９の出力が入力されているので、第１切り替え信号がＬｏｗの期間は第１保持回路２０１の出力が選択され、パルス生成回路２０４に向けて出力する。
【００４７】
また、第１切り替え信号がＨｉｇｈの期間は、第２保持回路２０２の出力が選択されるが、第２保持信号はＨｉｇｈに固定されているため、第２保持回路２０２には何も保持されていない。また、ＡＮＤゲート２１０の一方の入力である第３切り替え信号はＬｏｗであるため、他方の入力信号の状況がそのままＡＮＤゲート２１０の出力から出力される。ＡＮＤゲート２１０の出力はオアゲート２１２と２１３のそれぞれ一方の入力に接続されているので、即ちオアゲート２１２と２１３の各出力はＯＲゲート２０９の出力状態がそのまま出力されることになる。つまり、第１切り替え信号がＬｏｗの期間はオアゲート２１２と２１３の各出力はＬｏｗとなるので、第１スイッチ回路２０５及び第２スイッチ回路２０６が同時に有効となり、選択回路２０３から出力された第１保持回路２０１の出力はパルス生成回路２０４を介して第１コイル６及び第２コイル７駆動信号として生成され、第１スイッチ回路２０５及び第２スイッチ回路２０６を介して第１コイル駆動回路１７及び第２コイル駆動回路１８を駆動する。
【００４８】
また、第１切り替え信号がＨｉｇｈの期間はオアゲート２１２と２１３の各出力はＨｉｇｈとなるので、第１スイッチ回路２０５及び第２スイッチ回路２０６が無効となり、第１コイル駆動回路１７及び第２コイル駆動回路１８を駆動は行われない。即ち図４における指示Ａの内容は第１切り替え信号がＬｏｗの期間中に第１コイル駆動回路１７及び第２コイル駆動回路１８の出力の指示Ａに反映され、第１コイル６及び第２コイル７を同時に駆動する。
【００４９】
一方、第１コイル６と第２コイル７の切り替えをタイマ９により管理にて行う場合は、第２切り替え信号を以って切り替え制御を実施する。なおその際には、ＣＰＵ９１は第１切り替え信号を予め非アクティブ状態（Ｈｉｇｈ）に固定する。更にタイマ９に対しはその出力状態及び繰り返し回数を設定し、タイマ９を起動する。
【００５０】
図４の（ｄ）は第１切り替え信号の出力例であり、（ｅ）は第２切り替え信号の出力例である。いずれも、図４におけるタイマ切替（同時）期間が、現説明の状態となる。また、図４の（ｆ）は第３切り替え信号の出力例であり、本説明は同時モードを前提としているので常にＬｏｗに固定される。
【００５１】
図４におけるタイマ切替（同時）期間において、第１切り替え信号がＨｉｇｈであるので、ＯＲゲート２０９の出力は第２切り替え信号の出力状態がそのまま出力される。即ち、選択回路２０３は選択信号としてＯＲゲート２０９の出力が入力されているので、第２切り替え信号がＬｏｗの期間は第１保持回路２０１の出力が選択され、パルス生成回路２０４に向けて出力する。
【００５２】
また、第２切り替え信号がＨｉｇｈの期間は、第２保持回路２０２の出力が選択されるが、第２保持信号はＨｉｇｈに固定されているため、第２保持回路２０２には何も保持されていない。また、ＡＮＤゲート２１０の一方の入力である第３切り替え信号はＬｏｗであるため、他方の入力信号の状況がそのままＡＮＤゲート２１０の出力より出力される。ＡＮＤゲート２１０の出力はオアゲート２１２と２１３のそれぞれ一方の入力に接続されているので、即ち素子２２及び  素子２３の出力の出力はＯＲゲート２０９の出力状態がそのまま出力されることになる。つまり、第２切り替え信号（図２−１０／図４−５）がＬｏｗの期間はオアゲート２１２と２１３の各出力はＬｏｗとなるので、第１スイッチ回路２０５及び第２スイッチ回路２０６が同時に有効となり、選択回路２０３から出力された第１保持回路２０１の出力はパルス生成回路２０４を介して第１コイル６及び第２コイル７駆動信号として生成され、第１スイッチ回路２０５及び第２スイッチ回路２０６を介して第１コイル駆動回路１７及び第２コイル駆動回路１８を駆動する。
【００５３】
また、第２切り替え信号がＨｉｇｈの期間はオアゲート２１２と２１３の各出力はＨｉｇｈとなるので、第１スイッチ回路２０５及び第２スイッチ回路２０６が無効となり、第１コイル駆動回路１７及び第２コイル駆動回路１８を駆動は行われない。即ち図４における指示Ｂの内容は、第２切り替え信号がＬｏｗの期間中に第１コイル駆動回路１７及び第２コイル駆動回路１８の出力の指示Ｂに反映され、第１コイル６及び第２コイル７を同時に駆動する。
【００５４】
図５は本発明の実施形態に係る画像形成装置全体のシステム構成の概略を示す図である。本実施形態における画像形成装置は、複写機能とこれ以外の機能、例えばプリンタ機能やファクシミリ機能等を有する複合機の場合を例に取っている。この複合機は、図示しない操作部のアプリケーション切り替えキーにより複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能である。複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリントモードとなり、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。
【００５５】
本画像形成装置はモノクロ画像形成用のもので、本体１００と、この本体１００の上部に設置された書き込みユニット１１８と、この書き込みユニット１１８上に設置された画像読み取り装置１０６と、更にその上に設置された自動原稿送り装置（以下、「ＡＤＦ」と称する）１０１とから基本的に構成されている。複写モードでは、次のように動作する。ＡＤＦ１０１は、原稿台１０２に画像面が上になるように原稿束が置かれ、操作部（図示しない）上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿が給送ローラ１０３、給送ベルト１０４によってコンタクトガラスからなる原稿台１０５上の所定の位置に給送される。ＡＤＦ１０１は一枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。コンタクトガラス１０５上の原稿は、画像入力手段としての画像読み取り装置１０６によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４、排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。
【００５６】
原稿セット検知器１０９にて原稿台１０２上に次の原稿があることが検知された場合には、同様に原稿台１０２上の一番下の原稿が給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。これら給送ローラ１０３、給送ベルト１０４及び排送ローラ１０７は搬送モータ（図示しない）によって駆動される。
【００５７】
画像読み取り装置１０６は、コンタクトガラス１０５上の原稿を照射する２つのランプ１２８で照射しながら原稿の画像情報を副走査方向にライン走査し、その反射光を画像データとして第１ミラー１２９、第２ミラー１３０、第３ミラー１３１により所定の方向に反射させ、画像を縮小結像させるレンズユニット１３２を介して、光電変換装置であるＣＣＤイメージセンサ１３３で画像を読み取る。
【００５８】
この画像読み取り装置１０６によって原稿から読み込まれた画像データは、図示しない画像処理手段を介して書き込み手段としての書き込みユニット１１８によって原稿画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム１１７に静電潜像を形成する。書き込みユニット１１８は、レーザ発光装置１３４、ｆθレンズ１３５、反射ミラー１３６等で構成されている。なお、露光光源としてはレーザ光としているがこれに限ったものではなく、例えばＬＥＤアレイ等でも良い。
【００５９】
本体１００は、感光体ドラム１１７、現像装置１１９、定着部１２１、排紙ユニット１２２、第１〜第３給紙装置１１０〜１１２、縦搬送ユニット１１６等から構成されている。感光体ドラム１１７は、図示しない帯電器により一様に帯電された後に書き込みユニット１１８からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１７上の静電潜像は現像装置１１９により現像されてトナー像となる。
【００６０】
感光体ドラム１１７の下方には搬送ベルト１２０が配設されている。この搬送ベルト１２０は、記録媒体である転写紙の搬送手段及び転写手段を兼ねており、電源（図示しない）から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット１１６からの転写紙を感光体ドラム１１７と等速で搬送しながら、感光体ドラム１１７上のトナー像を転写紙に転写させる。転写紙上のトナー像は定着部１２１により定着され、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。感光体ドラム１１７はトナー像転写後に図示しないクリーニング装置によりクリーニングされる。ここに、感光体ドラム１１７、帯電器、書き込みユニット１１８、現像装置１１９、転写手段は画像データにより画像を転写紙上に形成する画像形成手段を構成している。感光体ドラム１１７は、メインモータにより一定速度で回転駆動される。
【００６１】
排紙ユニット１２２には、両面搬送路が設けられている。即ち、排紙ユニット１２２の途中から搬送ローラ対１２４により送り込まれる反転ユニット１２５と、反転ユニット１２５で反転した転写紙を再度縦搬送ユニット１１６側に搬送する画像形成側搬送路１２６と、反転した転写紙を再度排紙ユニット１２２側に戻す排紙搬送路１２７とが配置されている。この両面搬送路により転写紙の両面に画像を形成したり、画像が形成された面を下にして排紙トレイ１２３に排紙することができる。
【００６２】
給紙手段としての第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１、第３給紙装置１１２は、選択された時に各々第１トレイ１１３、第２トレイ１１４、第３トレイ１１５に積載された転写紙を給紙し、転写紙は縦搬送ユニット１１６によって感光体１１７に当接する位置まで搬送される。
【００６３】
なお、プリントモードでは、画像処理手段からの画像データの代りに外部からの画像データが書き込みユニット１１８に入力されて、画像形成手段により転写紙上に画像が形成される。また、ファクシミリモードでは、前記画像読み取り装置１０６からの画像データが図示しないファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像データがファクシミリ送受信部で受信されて画像処理手段からの画像データの代りに書き込みユニット１１８に入力されることにより、画像形成手段により転写紙上に画像が形成される。
【００６４】
以上のように、従来１つであった誘導加熱コイルを２つに分割することにより、各々の大きさを小型化し、且つ  そのうちの１つの誘導加熱コイルである第２コイル７を定着ベルト２の内側に配置しているので、定着ベルト２の外側（従来の誘導加熱コイルがあった位置）に位置する誘導加熱コイルである第１コイル６を小型化することができ、画像形成装置内のメカレイアウトの自由度を増すことが可能となる。また、加熱ローラ１のみならず定着ベルト２をも発熱体にて構成することにより、ベルト式定着装置の熱源となる２大要因を同時に発熱させることにて定着ユニットの温度立ち上がり特性を改善され、従来よりも加熱ローラ１及び定着ベルト２を厚肉化することを可能とし、通紙による温度落ち込みを防止することができる。
【００６５】
更に、第１及び第２コイル６，７に対しその駆動手段を２つとすることなく１つで賄っているので、駆動回路を簡略化しコストアップを防止することができる。加えて、１つの制御手段にて２つの誘導加熱コイルの制御を賄い、且つ各々独立した制御を行うこともできるので、制御回路を簡略化し、コストアップを招くことなく第１コイル６と第２コイル７の切り替えをその制御状態に応じて切り替え可能とし、第１コイル６及び第２コイル７の制御を最適化することができる。この場合、その切り替え手段としてソフトウエアによるもののみならず自動切換え手段を設けることにより、ソフトウエアに負担をかけることなく切り替えタイミングを細分化することが可能となり、第１コイル６及び第２コイル７の制御をより最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施の形態における定着装置の主要構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の制御部及びＩＨインバータの詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】第１コイルと第２コイルを非同時モードで動作させた場合のタイミングチャートである。
【図４】第１コイルと第２コイルを同時モードで動作させた場合のタイミングチャートである。
【図５】画像形成装置全体のシステム構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  加熱ローラ
２  定着ベルト
３  定着ローラ
３ａ  加圧ローラ３ａ
６  第１コイル
７  第２コイル
９  制御部
１０  誘導加熱インバータ（ＩＨインバータ）
９１  ＣＰＵ
９２  メモリ
９４  タイマ
１００  本体
１０６  画像読み取り装置
１１７  感光体ドラム
１１８  書き込みユニット
１２１  定着部
２０１  第１保持回路
２０２  第２保持回路
２０５  第１スイッチ回路
２０６  第２スイッチ回路
２０７  第１コイル駆動回路
２０８  第２コイル駆動回路
１２１  定着部
【図１】
2007121437.tif 000003
【図２】
2007121437.tif 000004
【図３】
2007121437.tif 000005
【図４】
2007121437.tif 000006
【図５】
2007121437.tif 000007