JP2001043964A - 加熱装置、画像形成装置及び電力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気誘導加熱定着方式で金属製の定着ベルト
の発熱を行う際に最大電力を一定値に保ち、温度上昇に
伴う出力低減を無くし、より高速且つ安定なオンディマ
ンド定着を実現可能とすると共に、安全を確保し加熱定
着動作の緊急停止も可能とした加熱装置、画像形成装置
及び電力制御方法を提供する。 【解決手段】 励磁コイル１８・定着ベルト１０・サー
ミスタ２６を有する定着器ユニット部３１３と、励磁コ
イル１８に流れる電流を検出するカレントトランス３１
１と、カレントトランス３１１の電流検出値に基づき励
磁コイル１８への供給電力の最大値を制限する制御、定
着ベルト１０と加圧ローラ３０との相互圧接部の検出温
度が規定温度を超過した場合に励磁コイル１８への電力
供給を停止する制御等を行うドライバ回路３１６とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱装置、画像形
成装置及び電力制御方法に係り、更に詳しくは、ベルト
加熱方式の加熱装置を像加熱装置として備えた電子写真
装置・静電記録装置などに適用する場合に好適な加熱装
置、画像形成装置及び電力制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置に搭載される像加熱
装置（定着装置）がある。従来例では、便宜上、複写機
・プリンタ等の画像形成装置に搭載されトナー像を被記
録材に加熱定着させる像加熱装置（定着装置）を例に挙
げて説明する。

【０００３】複写機・プリンタ等の画像形成装置におい
て、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プ
ロセス等の適宜の画像形成プロセス手段で、被記録材
（転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記
録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙など）
に転写方式或いは直接方式にて形成担持させた目的の画
像情報の未定着画像（トナー画像）を被記録材面に永久
固着画像として加熱定着させる定着装置としては、熱ロ
ーラ方式の装置が広く用いられていた。近時は、クイッ
クスタートや省エネルギの観点からベルト加熱方式の装
置が実用化されている。また、電磁誘導加熱方式の装置
も提案されている。以下、画像形成装置における各種定
着装置について説明する。

【０００４】（ａ）熱ローラ方式の定着装置 熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラ（加熱ローラ）
と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、該ロー
ラ対を回転させ、該ローラ対の相互圧接部である定着ニ
ップ部に、画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持
させた被記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラ
の熱と定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被
記録材面に熱圧定着させるものである。

【０００５】定着ローラは、一般に、アルミニウムの中
空金属ローラを基体（芯金）とし、その内空に熱源とし
てのハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンラン
プの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持さ
れるようにハロゲンランプへの通電が制御されて温調さ
れる。

【０００６】特に、最大４層のトナー画像を十分に加熱
溶融させて混色させる能力を要求される、フルカラーの
画像形成を行う画像形成装置の定着装置としては、定着
ローラの芯金を高い熱容量を有するものにし、また、そ
の芯金外周にトナー画像を包み込んで均一に溶融するた
めのゴム弾性層を具備させ、そのゴム弾性層を介してト
ナー画像の加熱を行っている。また、加圧ローラ内にも
熱源を具備させて加圧ローラも加熱・温調する構成にし
たものもある。

【０００７】しかし、熱ローラ方式の定着装置は、画像
形成装置の電源をオンにして同時に定着装置の熱源であ
るハロゲンランプに通電を開始しても、定着ローラの熱
容量が大きく、定着ローラ等が冷え切っている状態から
所定の定着可能温度に立ち上がるまでにはかなりの待ち
時間（ウエイトタイム）を要し、クイックスタート性に
欠ける。また、画像形成装置のスタンバイ状態時（非画
像出力時）も何時でも画像形成動作が実行できるよう
に、ハロゲンランプに通電して定着ローラを所定の温調
状態に維持させておく必要があり、電力消費量が大きい
等の問題があった。

【０００８】また、上述のフルカラーの画像形成装置の
定着装置のように特に熱容量の大きな定着ローラを用い
るものにおいては、温調と定着ローラ表面の昇温とに遅
延が発生するため、定着不良や光沢ムラやオフセット等
の問題が発生していた。

【０００９】（ｂ）フィルム加熱方式の定着装置 フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３
１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特
開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号
公報等に提案されている。

【００１０】即ち、加熱体としての一般にセラミックヒ
ータと加圧部材としての加圧ローラとの間に、耐熱性フ
ィルム（定着フィルム）を挟ませてニップ部を形成さ
せ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に、画像
定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材
を導入してフィルムと一緒に挟持搬送させることで、ニ
ップ部においてセラミックヒータの熱をフィルムを介し
て被記録材に与え、また、ニップ部の加圧力にて未定着
トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。

【００１１】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用い
てオンデマンド（ｏｎｄｅｍａｎｄ）タイプの装置を構
成することができ、画像形成装置の画像形成実行時のみ
熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温
度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源
オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く
（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大
幅に小さい（省電力）等の利点がある。但し、大きな熱
量が要求されるフルカラー画像形成装置や高速機種用の
定着装置としては熱量的に難点がある。

【００１２】（ｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置 実開昭５１−１０９７３９号公報には、磁束により定着
ローラに電流を誘導させてジュール熱によって発熱させ
る誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電
流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させる
ことができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ロ
ーラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成
している。

【００１３】しかしながら、磁場発生手段としての励磁
コイルにより発生した交番磁束のエネルギが定着ローラ
全体の昇温に使われるため放熱損失が大きく、投入エネ
ルギに対する定着エネルギの密度が低く効率が悪いとい
う欠点があった。

【００１４】そこで、定着に作用するエネルギを高密度
で得るために発熱体である定着ローラに励磁コイルを接
近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ部
近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が考案され
た。

【００１５】上述の励磁コイルの交番磁束分布を定着ニ
ップに集中させて効率を向上させた電磁誘導加熱方式の
定着装置の一例の概略構成について、便宜上、後述する
本発明の実施形態で用いる図２を参照しながら説明す
る。図中１０は電磁誘導発熱層（導電体層、磁性体層、
抵抗体層）を有する電磁誘導発熱性の回転体としての円
筒状の定着フィルムである。１６は横断面略半円弧状樋
型のフィルムガイド部材であり、円筒状の定着フィルム
１０はこのフィルムガイド部材１６の外側にルーズに外
嵌させてある。１５はフィルムガイド部材１６の内側に
配設した磁場発生手段であり、励磁コイル１８とＥ型の
磁性コア（芯材）１７とからなる。３０は弾性加圧ロー
ラであり、定着フィルム１０を挟ませてフィルムガイド
部材１６の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニ
ップ部Ｎを形成させて相互圧接させてある。上記磁場発
生手段１５の磁性コア１７は、定着ニップ部Ｎに対応位
置させて配設してある。

【００１６】加圧ローラ３０は、駆動手段Ｍにより矢示
の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の
回転駆動による該加圧ローラ３０と定着フィルム１０の
外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用し
て、該定着フィルム１０がその内面が定着ニップ部Ｎに
おいてフィルムガイド部材１６の下面に密着して摺動し
ながら、矢示の時計方向に加圧ローラ３０の回転周速度
に略対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の
外回りを回転状態になる（加圧ローラ駆動方式）。フィ
ルムガイド部材１６は、定着ニップ部Ｎへの加圧、磁場
発生手段１５としての励磁コイル１８と磁性コア１７の
支持、定着フィルム１０の支持、該定着フィルム１０の
回転時の搬送安定性を図る役目をする。このフィルムガ
イド部材１６は、磁束の通過を妨げない絶縁性の部材で
あり、高い荷重に耐えられる材料が用いられる。

【００１７】励磁コイル１８は、不図示の励磁回路から
供給される交番電流によって交番磁束を発生する。交番
磁束は、定着ニップ部Ｎの位置に対応しているＥ型の磁
性コア１７により定着ニップ部Ｎに集中的に分布し、そ
の交番磁束は、定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１
０の電磁誘導発熱層に過電流を発生させる。この過電流
は、電磁誘導発熱層の固有抵抗によって電磁誘導発熱層
にジュール熱を発生させる。この定着フィルム１０の電
磁誘導発熱は、交番磁束を集中的に分布させた定着ニッ
プ部Ｎにおいて集中的に生じて定着ニップ部Ｎが高効率
に加熱される。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により励磁コイル１８に対する電
流供給が制御されることで所定の温度が維持されるよう
に温調される。

【００１８】而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、
それに伴って円筒状の定着フィルム１０がフィルムガイ
ド部材１６の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル
１８への給電により上記のように定着フィルム１０の電
磁誘導発熱がなされて定着ニップ部Ｎが所定の温度に立
ち上がって温調された状態において、不図示の画像形成
手段から搬送された未定着トナー画像ｔが形成された被
記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィルム１０と加圧ロ
ーラ３０との間に画像面が上向き、即ち、定着フィルム
面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面
が定着フィルム１０の外面に密着して定着フィルム１０
と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この定
着ニップ部Ｎを定着フィルム１０と一緒に被記録材Ｐが
挟持搬送されていく過程において、定着フィルム１０の
電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上の未定着トナー
画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐは、定着ニップ部
Ｎを通過すると、回転中の定着フィルム１０の外面から
分離して排出搬送されていく。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のような構成では、誘導加熱コイル（励磁コイ
ル）及び定着フィルムが冷えている状態で定着器に電力
投入を行うと、誘導加熱コイルを構成している導線及び
負荷であるスリーブを構成している金属の抵抗値に基づ
く表皮抵抗が小さいために、回路に大きな電流が流れる
ことになり、スイッチ素子に大電流のものを使用しなけ
ればならなくなり、コストアップにつながるという問題
があった。また、誘導加熱コイル及びスリーブの温度が
上昇していくと温度上昇に伴う抵抗上昇により電流が流
れ難くなり、電流が少なくなってしまうため、定常的に
同じ電力を供給することができず、立ち上げ時間が遅く
なるという問題があった。

【００２０】本発明は、上述した点に鑑みなされたもの
であり、磁気誘導加熱定着方式で金属製の定着フィルム
の発熱を行う際に最大電力を一定に保ち、温度上昇に伴
う出力低減を無くし、より高速且つ安定なオンディマン
ド定着を実現可能とすると共に、安全を確保し加熱定着
動作の緊急停止も可能とした加熱装置、画像形成装置及
び電力制御方法を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明は、磁気誘導加熱方式による
発熱により被加熱材を加熱する加熱装置であって、磁界
を発生する磁場発生手段と、該磁場発生手段から発生し
た磁界の作用で電磁誘導発熱し前記被加熱材を加熱する
電磁誘導加熱手段と、該電磁誘導加熱手段に圧接して相
互間に前記被加熱材を挟む加圧手段とを有し、前記磁場
発生手段に流れる電流の検出結果に基づき前記磁場発生
手段への供給電力を制御することを特徴とする。

【００２２】上記目的を達成するために、請求項２記載
の本発明は、更に、前記磁場発生手段へ高周波電力を供
給する電力供給手段と、前記磁場発生手段に流れる電流
を検出する電流検出手段と、該電流検出手段の検出電流
値に基づき前記電力供給手段から前記磁場発生手段への
供給電力の最大値を制限する電力制御手段とを有するこ
とを特徴とする。

【００２３】上記目的を達成するために、請求項３記載
の本発明は、更に、前記電磁誘導加熱手段と前記加圧手
段との相互圧接部の温度を検出する温度検出手段を有
し、前記電力制御手段は、前記温度検出手段の検出温度
が規定温度となるように前記磁場発生手段への電力供給
を制御することを特徴とする。

【００２４】上記目的を達成するために、請求項４記載
の本発明は、更に、前記電流検出手段で検出した電流の
ピーク値を抽出する電流ピーク抽出手段を有し、前記電
力制御手段は、前記電流ピーク抽出手段で抽出した電流
ピーク値に基づき前記電力供給手段から前記磁場発生手
段への供給電力の最大値を制限することを特徴とする。

【００２５】上記目的を達成するために、請求項５記載
の本発明は、更に、前記電流検出手段から出力される電
圧信号をフィルタする第一の周波数フィルタ手段と、該
第一の周波数フィルタ手段に接続された第二の周波数フ
ィルタ手段と、前記第一の周波数フィルタ手段で前記電
流検出手段の検出電流に基づき検出した電流波形のピー
ク値を制限する電流リミッタ手段と、前記第二の周波数
フィルタ手段で検出した電流の平均値に基づき電流制御
を行う電流制御手段とを有し、前記電力制御手段は、前
記電流平均値に基づき前記電力供給手段から前記磁場発
生手段への供給電力の最大値を制限することを特徴とす
る。

【００２６】上記目的を達成するために、請求項６記載
の本発明は、更に、前記電流検出手段から出力される電
圧信号をフィルタする周波数フィルタ手段と、前記周波
数フィルタ手段で前記電流検出手段の検出電流に基づき
検出した電流波形のピーク値を制限する電流リミッタ手
段と、前記電流ピーク抽出手段で抽出したピーク電流が
一定となるように制御する電流制御手段とを有し、前記
電力制御手段は、前記ピーク電流に基づき前記電力供給
手段から前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限
することを特徴とする。

【００２７】上記目的を達成するために、請求項７記載
の本発明は、更に、外部入力に基づき前記電磁誘導加熱
手段による加熱動作を緊急停止するための緊急停止手段
を有することを特徴とする。

【００２８】上記目的を達成するために、請求項８記載
の本発明は、共振方式の電源を用い未定着画像を被加熱
材に永久固着画像として加熱定着させ画像形成を行う複
写機やプリンタに搭載可能であることを特徴とする。

【００２９】上記目的を達成するために、請求項９記載
の本発明は、磁気誘導加熱方式による発熱により被記録
材を加熱する加熱装置を装備した画像形成装置であっ
て、前記加熱装置は、磁界を発生する磁場発生手段と、
該磁場発生手段から発生した磁界の作用で電磁誘導発熱
し前記被記録材を加熱する電磁誘導加熱手段と、該電磁
誘導加熱手段に圧接して相互間に前記被記録材を挟む加
圧手段とを有し、前記磁場発生手段に流れる電流の検出
結果に基づき前記磁場発生手段への供給電力を制御する
ことを特徴とする。

【００３０】上記目的を達成するために、請求項１０記
載の本発明は、前記加熱装置は、更に、前記磁場発生手
段へ高周波電力を供給する電力供給手段と、前記磁場発
生手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流
検出手段の検出電流値に基づき前記電力供給手段から前
記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限する電力制
御手段とを有することを特徴とする。

【００３１】上記目的を達成するために、請求項１１記
載の本発明は、前記加熱装置は、更に、前記電磁誘導加
熱手段と前記加圧手段との相互圧接部の温度を検出する
温度検出手段を有し、前記電力制御手段は、前記温度検
出手段の検出温度が規定温度となるように前記磁場発生
手段への電力供給を制御することを特徴とする。

【００３２】上記目的を達成するために、請求項１２記
載の本発明は、前記加熱装置は、更に、前記電流検出手
段で検出した電流のピーク値を抽出する電流ピーク抽出
手段を有し、前記電力制御手段は、前記電流ピーク抽出
手段で抽出した電流ピーク値に基づき前記電力供給手段
から前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限する
ことを特徴とする。

【００３３】上記目的を達成するために、請求項１３記
載の本発明は、前記加熱装置は、更に、前記電流検出手
段から出力される電圧信号をフィルタする第一の周波数
フィルタ手段と、該第一の周波数フィルタ手段に接続さ
れた第二の周波数フィルタ手段と、前記第一の周波数フ
ィルタ手段で前記電流検出手段の検出電流に基づき検出
した電流波形のピーク値を制限する電流リミッタ手段
と、前記第二の周波数フィルタ手段で検出した電流の平
均値に基づき電流制御を行う電流制御手段とを有し、前
記電力制御手段は、前記電流平均値に基づき前記電力供
給手段から前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制
限することを特徴とする。

【００３４】上記目的を達成するために、請求項１４記
載の本発明は、前記加熱装置は、更に、前記電流検出手
段から出力される電圧信号をフィルタする周波数フィル
タ手段と、前記周波数フィルタ手段で前記電流検出手段
の検出電流に基づき検出した電流波形のピーク値を制限
する電流リミッタ手段と、前記電流ピーク抽出手段で抽
出したピーク電流が一定となるように制御する電流制御
手段とを有し、前記電力制御手段は、前記ピーク電流に
基づき前記電力供給手段から前記磁場発生手段への供給
電力の最大値を制限することを特徴とする。

【００３５】上記目的を達成するために、請求項１５記
載の本発明は、前記加熱装置は、更に、外部入力に基づ
き前記電磁誘導加熱手段による加熱動作を緊急停止する
ための緊急停止手段を有することを特徴とする。

【００３６】上記目的を達成するために、請求項１６記
載の本発明は、共振方式の電源を用い未定着画像を被加
熱材に永久固着画像として加熱定着させ画像形成を行う
複写機やプリンタであることを特徴とする。

【００３７】上記目的を達成するために、請求項１７記
載の本発明は、磁気誘導加熱方式による発熱により被加
熱材を加熱する加熱装置に適用される電力制御方法であ
って、磁界を発生する磁場発生手段と、該磁場発生手段
から発生した磁界の作用で電磁誘導発熱し前記被加熱材
を加熱する電磁誘導加熱手段と、該電磁誘導加熱手段に
圧接して相互間に前記被加熱材を挟む加圧手段とを有す
る前記加熱装置で前記磁場発生手段に流れる電流の検出
結果に基づき前記磁場発生手段への供給電力を制御する
ことを特徴とする。

【００３８】上記目的を達成するために、請求項１８記
載の本発明は、更に、前記磁場発生手段へ高周波電力を
供給する電力供給ステップと、前記磁場発生手段に流れ
る電流を検出する電流検出ステップと、該電流検出ステ
ップの検出電流値に基づき前記電力供給ステップから前
記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限する電力制
御ステップとを有することを特徴とする。

【００３９】上記目的を達成するために、請求項１９記
載の本発明は、更に、前記電磁誘導加熱手段と前記加圧
手段との相互圧接部の温度を検出する温度検出ステップ
を有し、前記電力制御ステップでは、前記温度検出ステ
ップの検出温度が規定温度を超過した場合に前記電力供
給ステップから前記磁場発生手段への電力供給を停止さ
せることを特徴とする。

【００４０】上記目的を達成するために、請求項２０記
載の本発明は、更に、前記電流検出ステップで検出した
電流のピーク値を抽出する電流ピーク抽出ステップを有
し、前記電力制御ステップでは、前記電流ピーク抽出ス
テップで抽出した電流ピーク値に基づき前記電力供給ス
テップから前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制
限することを特徴とする。

【００４１】上記目的を達成するために、請求項２１記
載の本発明は、更に、前記電流検出ステップから出力さ
れる電圧信号をフィルタする第一の周波数フィルタステ
ップと、第二の周波数フィルタステップと、前記第一の
周波数フィルタステップで前記電流検出ステップの検出
電流に基づき検出した電流波形のピーク値を制限する電
流リミッタステップと、前記第二の周波数フィルタステ
ップで検出した電流の平均値に基づき電流制御を行う電
流制御ステップとを有し、前記電力制御ステップでは、
前記電流平均値に基づき前記電力供給ステップから前記
磁場発生手段への供給電力の最大値を制限することを特
徴とする。

【００４２】上記目的を達成するために、請求項２２記
載の本発明は、更に、前記電流検出ステップから出力さ
れる電圧信号をフィルタする周波数フィルタステップ
と、該周波数フィルタステップで前記電流検出ステップ
の検出電流に基づき検出した電流波形のピーク値を制限
する電流リミッタステップと、前記電流ピーク抽出ステ
ップで抽出したピーク電流が一定となるように制御する
電流制御ステップとを有し、前記電力制御ステップで
は、前記ピーク電流に基づき前記電力供給ステップから
前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限すること
を特徴とする。

【００４３】上記目的を達成するために、請求項２３記
載の本発明は、更に、外部入力に基づき前記電磁誘導加
熱手段による加熱動作を緊急停止するための緊急停止ス
テップを有することを特徴とする。

【００４４】上記目的を達成するために、請求項２４記
載の本発明は、共振方式の電源を用い未定着画像を被加
熱材に永久固着画像として加熱定着させ画像形成を行う
複写機やプリンタに適用可能であることを特徴とする。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００４６】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態では、画像形成装置に搭載される定着装置（加熱
装置）、定着装置における励磁コイル、定着ベルト、高
周波インバータ装置、電流検出部、温度制御、最大電力
の電圧依存性、安全装置の各項目毎に説明する。

【００４７】＜定着装置（加熱装置）＞本発明の第１の
実施の形態に係る定着装置は電磁誘導加熱方式の装置で
ある。図２は本発明の第１の実施の形態に係る定着装置
１００の要部の横断面構造を示す構成図、図３は定着装
置１００の要部の正面構造を示す構成図、図４は定着装
置１００の要部の縦断面構造を示す構成図である。尚、
上記従来例で説明した箇所と共通する箇所の説明は省略
または簡略化する。

【００４８】定着装置１００の要部の構成を詳述する
と、磁場発生手段は、磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ
及び励磁コイル１８からなる。磁性コア１７ａ・１７ｂ
・１７ｃは高透磁率の部材であり、フェライトやパーマ
ロイ等といったトランスのコアに用いられる材料がよ
く、より好ましくは１００ＫＨｚ以上でも損失の少ない
フェライトを用いるのがよい。励磁コイル１８には給電
部１８ａ・１８ｂに励磁回路２７（図５参照）を接続し
てある。この励磁回路２７は２０ＫＨｚから５００ＫＨ
ｚの高周波をスイッチング電源で発生できるようになっ
ている。励磁コイル１８は励磁回路２７から供給される
交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。

【００４９】ベルトガイド部材１６ａ、１６ｂは、横断
面略半円弧状樋型の部材であり、開口側を互いに向かい
合わせて略円柱体を構成し、外側に円筒状の電磁誘導性
発熱ベルトである定着ベルト１０をルーズに外嵌させて
ある。ベルトガイド部材１６ａは、磁場発生手段として
の磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃと励磁コイル１８を
内側に保持している。また、ベルトガイド部材１６ａに
は、図４に示すように紙面垂直方向長手の良熱伝導部材
４０がニップ部Ｎの加圧ローラ３０との対向面側で、定
着ベルト１０の内側に配設してある。本例においては、
良熱伝導部材４０にアルミニウムを用いている。良熱伝
導部材４０は熱伝導率ｋが、

【００５０】

【数１】ｋ＝２４０［Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］ であり、厚さ１［ｍｍ］である。

【００５１】また、良熱伝導部材４０は、磁場発生手段
である励磁コイル１８と磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７
ｃから発生する磁場の影響を受けないように、この磁場
の外に配設してある。具体的には、良熱伝導部材４０を
励磁コイル１８に対して磁性コア１７ｃを隔てた位置に
配設し、励磁コイル１８による磁路の外側に位置させて
良熱伝導部材４０に影響を与えないようにしている。加
圧用剛性ステイ２２は、ベルトガイド部材１６ｂの内面
平面部に当接させて配設した横長のステイである。絶縁
部材１９は、磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁
コイル１８と加圧用剛性ステイ２２の間を絶縁するため
の部材である。フランジ部材２３ａ・２３ｂは、ベルト
ガイド部材１６ａ、１６ｂのアセンブリの左右両端部に
外嵌し、前記左右位置を固定しつつ回転自在に取り付
け、定着ベルト１０の回転時に該定着ベルト１０の端部
を受けて該定着ベルト１０のベルトガイド部材長手に沿
う寄り移動を規制する役目をする。

【００５２】加圧部材としての加圧ローラ３０は、芯金
３０ａと、芯金３０ａ周りに同心一体にローラ状に形成
被覆させた、シリコンゴム・フッ素・フッ素樹脂などの
耐熱性・弾性材層３０ｂとで構成されており、芯金３０
ａの両端部を装置の不図示のシャーシ側板金間に回転自
在に軸受け保持させて配設してある。加圧用剛性ステイ
２２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材２９ａ・
２９ｂとの間にそれぞれ加圧バネ２５ａ・２５ｂを縮設
することで、加圧用剛性ステイ２２に押し下げ力を作用
させている。これにより、ベルトガイド部材１６ａの下
面と加圧ローラ３０の上面とが定着ベルト１０を挟んで
圧接して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

【００５３】加圧ローラ３０は、駆動手段Ｍにより矢示
の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の
回転駆動による該加圧ローラ３０と定着ベルト１０の外
面との摩擦力で定着ベルト１０に回転力が作用し、定着
ベルト１０がその内面が定着ニップ部Ｎにおいて良熱伝
導部材４０の下面に密着して摺動しながら、矢示の時計
方向に加圧ローラ３０の回転周速度に略対応した周速度
をもってベルトガイド部材１６ａ、１６ｂの外回りを回
転状態になる。

【００５４】この場合、定着ニップ部Ｎにおける良熱伝
導部材４０の下面と定着ベルト１０の内面との相互摺動
摩擦力を低減化させるために、定着ニップ部Ｎの良熱伝
導部材４０の下面と定着ベルト１０の内面との間に耐熱
性グリスなどの潤滑剤を介在させる。或いは、良熱伝導
部材４０の下面を潤滑部材で被覆することもできる。こ
れは、良熱伝導部材４０としてアルミニウムを用いた場
合のように表面滑り性が材質的によくない或いは仕上げ
加工を簡素化した場合に、摺動する定着ベルト１０に傷
をつけて定着ベルト１０の耐久性が悪化してしまうこと
を防ぐものである。

【００５５】良熱伝導部材４０は、長手方向の温度分布
を均一にする効果があり、例えば、小サイズ紙を通紙し
た場合、定着ベルト１０での非通紙部の熱量が良熱伝導
部材４０へ伝熱し、良熱伝導部材４０における長手方向
の熱伝導により、非通紙部の熱量が小サイズ紙通紙部へ
伝熱される。これにより、小サイズ紙通紙時の消費電力
を低減させる効果も得られる。また、図５に示すよう
に、ベルトガイド部材１６ａの周面に、その長手に沿い
所定の間隔を置いて凸リブ部１６ｅを形成具備させ、ベ
ルトガイド部材１６ａの周面と定着ベルト１０の内面と
の接触摺動抵抗を低減させて抵抗ベルト１０の回転負荷
を少なくしている。このような凸リブはベルトガイド部
材１６ｂにも同様に形成具備することができる。

【００５６】図６は交番磁束の発生の様子を模式的に表
した図である。磁束Ｃは発生した交番磁束の一部を表
す。磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃに導かれた交番磁
束Ｃは、磁性コア１７ａと磁性コア１７ｂとの間、そし
て磁性コア１７ａと磁性コア１７ｃとの間において、定
着ベルト１０の電磁誘導発熱層１に過電流を発生させ
る。この過電流は、電磁誘導発熱層１の固有抵抗によっ
て電磁誘導発熱層１にジュール熱（過電流損）を発生さ
せる。ここでの発熱量Ｑは、電磁誘導発熱層１を通る磁
束の密度によって決まり図６の右側のグラフのような分
布を示す。図６の右側のグラフは、縦軸が磁性コア１７
ａの中心を０とした角度θで表した定着ベルト１０にお
ける円周方向の位置を示し、横軸が定着ベルト１０の電
磁誘導発熱層１での発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈ
は、最大発熱量をＱとした場合、発熱量がＱ／ｅ以上の
領域と定義する。これは、定着に必要な発熱量が得られ
る量である。

【００５７】この定着ニップ部Ｎの温度は、不図示の温
度検知手段を含む温調系により励磁コイル１８に対する
電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるよ
うに温調される。上記図２の２６は定着ベルト１０の温
度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例
においては温度センサ２６で測定した定着ベルト１０の
温度情報を基に定着ニップ部Ｎの温度を制御するように
している。

【００５８】而して、定着ベルト１０が回転し、励磁回
路２７から励磁コイル１８への給電により上記のように
定着ベルト１０の電磁誘導発熱がなされて定着ニップ部
Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態におい
て、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像ｔ
が形成された被加熱材としての被記録材Ｐが定着ニップ
部Ｎの定着ベルト１０と加圧ローラ３０との間に画像面
が上向き、即ち定着ベルト面に対向して導入され、定着
ニップ部Ｎにおいて画像面が定着ベルト１０の外面に密
着して定着ベルト１０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬
送されていく。この定着ニップ部Ｎを定着ベルト１０と
一緒に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において、
定着ベルト１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ
上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐ
は、定着ニップ部Ｎを通過すると回転定着ベルト１０の
外面から分離して排出搬送されていく。被記録材Ｐ上の
加熱定着トナー画像は、定着ニップ部通過後、冷却して
永久固着像となる。

【００５９】本例においては、上記図２に示すように、
定着ベルト１０のこの発熱域Ｈ（図６参照）の対向位置
に暴走時の励磁コイル１８への給電を遮断するため、温
度検知素子であるサーモスイッチ５０を配設している。

【００６０】図７は本例で使用した安全回路の回路図で
ある。温度検知素子であるサーモスイッチ５０は、＋２
４ＶＤＣ電源及びリレースイッチ５１と直列に接続され
ており、サーモスイッチ５０が切れるとリレースイッチ
５１への給電が遮断されリレースイッチ５１が動作し、
励磁回路２７への給電が遮断されることにより励磁コイ
ル１８への給電を遮断する構成をとっている。サーモス
イッチ５０はＯＦＦ動作温度を２２０度Ｃに設定した。
また、サーモスイッチ５０は、定着ベルト（フィルム）
１０の発熱域Ｈに対向して定着ベルト１０の外面に非接
触に配設した。サーモスイッチ５０と定着ベルト１０と
の間の距離は略２ｍｍとした。これにより、定着ベルト
１０にサーモスイッチ５０の接触による傷が付くことが
なく、耐久による定着画像の劣化を防止することができ
る。

【００６１】本例によれば、装置故障による定着装置暴
走時、従来例のような定着ニップ部Ｎで発熱する構成と
は違い、定着ニップ部Ｎに紙が挟まった状態で定着装置
（定着器）が停止し、励磁コイル１８に給電が続けられ
定着ベルト１０が発熱し続けた場合でも、紙が挟まって
いる定着ニップ部Ｎでは発熱していないために紙が直接
加熱されることがない。また、発熱量が多い発熱域Ｈに
はサーモスイッチ５０が配設してあるため、サーモスイ
ッチ５０が２２０度Ｃを感知してサーモスイッチ５０が
切れた時点で、リレースイッチ５１により励磁コイル１
８への給電が遮断される。また、本例によれば、紙の発
火温度は約４００度Ｃ近辺であるため紙が発火すること
なく、定着ベルト１０の発熱を停止することができる。

【００６２】尚、温度検知素子としてサーモスイッチの
他に温度ヒューズを用いることもできる。また、本例で
はトナーｔに低軟化物質を含有させたトナーを使用した
ため、定着装置にオフセット防止のためのオイル塗布機
構を設けていないが、低軟化物質を含有させていないト
ナーを使用した場合にはオイル塗布機構を設けてもよ
い。また、低軟化物質を含有させたトナーを使用した場
合にもオイル塗布や冷却分離を行ってもよい。

【００６３】＜励磁コイル＞励磁コイル１８は、コイル
（線輪）を構成させる導線（電線）として一本ずつがそ
れぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの
（束線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイルを形成
している。絶縁被覆は定着ベルト１０の発熱による熱伝
導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。例
えば、アミドイミドやポリイミドなどの被覆を用いると
よい。励磁コイル１８は外部から圧力を加えて密集度を
向上させてもよい。

【００６４】励磁コイル１８の形状は、上記図２のよう
に発熱層の曲面に沿うようにしている。本例では定着ベ
ルト１０の発熱層と励磁コイル１８との間の距離は略２
ｍｍになるように設定した。励磁コイル保持部材１９の
材質としては絶縁性に優れ耐熱性のよいものがよい。例
えば、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹
脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹
脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂などを選択するとよい。

【００６５】磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁
コイル１８と定着ベルト１０の発熱層の間の距離はでき
る限り近付けた方が磁束の吸収効率が高いのであるが、
この距離が５ｍｍを超えるとこの効率が著しく低下する
ため５ｍｍ以内にするのがよい。また、５ｍｍ以内であ
れば定着ベルト１０の発熱層と励磁コイル１８の距離が
一定である必要はない。励磁コイル１８の励磁コイル保
持部材１９からの引出線、即ち１８ａ・１８ｂ（図５）
については、励磁コイル保持部材１９から外の部分につ
いて束線の外側に絶縁被覆を施している。

【００６６】＜定着ベルト＞図８は本例における定着ベ
ルト１０の層構成を示す説明図である。本例の定着ベル
ト１０は、電電磁誘導発熱性の定着ベルト１０の基層と
なる金属ベルト等で構成された発熱層１と、その外面に
積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３との
複合構造となっている。発熱層１と弾性層２との間の接
着、弾性層２と離型層３との間の接着のため、各層間に
プライマ層（不図示）を設けてもよい。略円筒形状であ
る定着ベルト１０において発熱層１が内面側であり、離
型層３が外面側である。上述したように、発熱層１に交
番磁束が作用することで発熱層１に過電流が発生して発
熱層１が発熱する。その熱が弾性層２・離型層３を介し
て定着ベルト１０を加熱し、定着ニップ部Ｎに通紙され
る被加熱材としての被記録材Ｐを加熱してトナー画像の
加熱定着がなされる。

【００６７】（ａ）発熱層１ 発熱層１は、ニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケルー
コバルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。
非磁性の金属でもよいが、より好ましくは磁束の吸収の
よいニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルトーニッケ
ル合金等の金属がよい。その厚みは次の式で表される表
皮深さより厚く且つ２００μｍ以下にすることが好まし
い。表皮深さσ［ｍ］は、励磁回路２７の周波数ｆ［Ｈ
ｚ］と透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で、

【００６８】

【数２】σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2 と表される。

【００６９】これは、電磁誘導で使われる電磁波の吸収
の深さを示しており、これより深いところでは電磁波の
強度は１／ｅ以下になっており、逆に言うと殆どのエネ
ルギはこの深さまでで吸収されている（図１０参照）。
発熱層１の厚さは好ましくは１〜１００μｍがよい。発
熱層１の厚みが１μｍよりも小さいと殆どの電磁エネル
ギが吸収しきれないため効率が悪くなる。また、発熱層
１が１００μｍを超えると剛性が高くなりすぎ、また屈
曲性が悪くなり回転体として使用するには現実的ではな
い。従って、発熱層１の厚みは１〜１００μｍが好まし
い。

【００７０】（ｂ）弾性層２ 弾性層２は、シリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリ
コンゴム等で耐熱性がよく熱伝導率がよい材質である。
弾性層２の深さは１０〜５００μｍが好ましい。この弾
性層２は定着画像品質を保証するために必要な厚さであ
る。カラー画像を印刷する場合、特に写真画像などでは
被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成され
る。この場合、被記録材の凹凸或いはトナー層の凹凸に
加熱面（離型層３）が追従できないと加熱ムラが発生
し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラが
発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量が
少ない部分では光沢度が低い。弾性層２の厚さとして
は、１０μｍ以下では被記録材或いはトナー層の凹凸に
追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。また、弾
性層２が１０００μｍ以上の場合には弾性層２の熱抵抗
が大きくなりクイックスタートを実現するのが難しくな
る。より好ましくは弾性層２の厚みは５０〜５００μｍ
がよい。

【００７１】弾性層２の硬度は、硬度が高すぎると被記
録材或いはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラ
が発生してしまう。そこで、弾性層２の硬度としては６
０度（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５度（ＪＩ
Ｓ−Ａ）以下がよい。弾性層２の熱伝導率λに関して
は、

【００７２】

【数３】６×１０^-4〜２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅ
ｃ・ｄｅｇ．］ がよい。

【００７３】熱伝導率λが、

【００７４】

【数４】 ６×１０^-4［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］ よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、定着ベルト１
０の表層（離型層３）における温度上昇が遅くなる。

【００７５】熱伝導率λが、

【００７６】

【数５】 ２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］ よりも大きい場合には、硬度が高くなりすぎたり、圧縮
永久歪みが悪化する。

【００７７】よって、熱伝導率λは、

【００７８】

【数６】６×１０^-4〜２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅ
ｃ・ｄｅｇ．］ がよい。より好ましくは、

【００７９】

【数７】８×１０^-4〜１．５×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・ｄｅｇ．］ がよい。

【００８０】（ｃ）離型層３ 離型層３は、フッ素樹脂、シリコン樹脂、フルオロシリ
コンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦ
Ｅ、ＦＥＰ等の離型性且つ耐熱性のよい材料を選択する
ことができる。離型層３の厚さは１〜１００μｍが好ま
しい。離型層３の厚さが１μｍよりも小さいと塗膜の塗
ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足する
といった問題が発生する。また、離型層３が１００μｍ
を超えると熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に
樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層２
の効果がなくなってしまう。

【００８１】また、図９に示すように、定着ベルト（定
着フィルム）１０の構成において、発熱層１のベルトガ
イド面側（発熱層１の弾性層２とは反対側面）に断熱層
４を設けてもよい。断熱層４としては、フッ素樹脂、ポ
リイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹
脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの断熱樹脂がよい。

【００８２】また、断熱層４の厚さとしては１０〜１０
００μｍが好ましい。断熱層４の厚さが１０μｍよりも
小さい場合には断熱効果が得られず、また、耐久性も不
足する。一方、１００μｍを超えると磁性コア１７ａ・
１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８から発熱層１への距
離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１に吸収されなく
なる。断熱層４は、発熱層１に発生した熱が定着ベルト
１０の内側に向かわないように断熱できるので、断熱層
４がない場合と比較して被記録材Ｐ側への熱供給効率が
良くなる。よって、消費電力を抑えることができる。

【００８３】＜高周波インバータ装置＞図１は本発明の
第１の実施の形態に係る画像形成装置における、後述の
図１２に示す出力コンバータを含む誘導加熱制御部の全
体構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の
形態に係る画像形成装置の誘導加熱制御部は、電圧制御
回路３００、定着器ユニット部（Ｆｕｓｅｒ）３１３、
フィードバック制御回路３１５、ドライバ回路３１６を
備えている。更に、上記電圧制御回路３００は、サーキ
ットブレーカ３０２、リレー３０３、整流回路（ＲＥＣ
Ｔ）３０４、ゲート制御トランス３０５、３０６、主ス
イッチ素子３０７、第２のスイッチ素子３０８、共振コ
ンデンサ３０９、第２の共振コンデンサ３１０、カレン
トトランス３１１を備えている。図中３０１は電源ライ
ン入力端子、３１４は定着器の加熱オン／オフ信号入力
端子である。

【００８４】上記要部の構成を動作と共に詳述すると、
サーキットブレーカ３０２は、過電流を保護する。整流
回路３０４は、交流入力から両波整流を行うブリッジ整
流回路と高周波フィルタを行うコンデンサで構成されて
いる。主スイッチ素子３０７、第２のスイッチ素子３０
８は、電流のスイッチングを行う。カレントトランス３
１１は、主スイッチ素子３０７、第２のスイッチ素子３
０８でスイッチングされたスイッチング電流を検出する
トランスである。定着器ユニット部３１３は、電気部品
構成としては上述した励磁コイル１８（図２）と、温度
検出サーミスタ２６（図２）と、過昇温を検出するサー
モスイッチ３１２を有している。定着器の加熱オン／オ
フ信号入力端子３１４は、不図示の画像形成装置のプリ
ンタシーケンスコントローラから送られてくる電圧信号
により本高周波インバータ装置の出力オン、オフを制御
している。

【００８５】フィードバック制御回路３１５は、定着装
置（定着器）のサーミスタ温度検出値に基づき、目標温
度と比較しながら制御量をコントロールする。ドライバ
回路３１６は、フィードバック制御回路３１５からのフ
ィードバック制御信号を受けて、本高周波インバータ装
置の制御形態に相応しい制御を行う。主スイッチ素子３
０７、第２のスイッチ素子３０８としては、パワー用電
力スイッチ素子が最適であり、ＦＥＴもしくはＩＧＢＴ
（＋逆導通ダイオード）により構成されている。主スイ
ッチ素子３０７、第２のスイッチ素子３０８は、共振電
流を制御するため、定常時の損失及びスイッチ損失が小
さいもので、尚且つ高耐圧、大電流タイプのものがよ
い。

【００８６】電源ライン入力端子３０１から交流入力電
源を受け、サーキットブレーカ３０２及びリレー３０３
を介して整流回路３０４に交流電源が印加されると、該
整流回路３０４の両波整流ダイオードにより脈動化直流
電圧を生成する。その後、主スイッチ素子３０７がスイ
ッチングを行うようにゲート制御トランス３０５をドラ
イブすることにより、励磁コイル１８と共振コンデンサ
３０９で構成された共振回路に交流パルス電圧が印加さ
れる。この結果、第２のスイッチ素子３０８の導通時に
は励磁コイル１８に脈動化直流電圧が印加され、励磁コ
イル１８のインダクタンスと抵抗により定まる電流が流
れ始める。ゲート信号に従って第２のスイッチ素子３０
８がターンオフすると、励磁コイル１８は電流を流し続
けようとするため、励磁コイル１８の両端に共振コンデ
ンサ３０９と励磁コイル１８により定まる共振回路の尖
鋭度Ｑによりフライバック電圧と呼ばれる高電圧が発生
する。この電圧は電源電圧を中心に振動し、そのままオ
フ状態を保っておくと電源電圧に収束する。

【００８７】フライバック電圧のリンギングが大きく、
第２のスイッチ素子３０８のコイル側端子の電圧が負に
なる期間は逆導通ダイオードがターンオフし、電流が励
磁コイル１８に流入する。この期間中、励磁コイル１８
と第２のスイッチ素子３０８の接点は０Ｖにクランプさ
れることになる。このような期間に第２のスイッチ素子
３０８をオンすれば、第２のスイッチ素子３０８は電圧
を背負うことなくターンオン可能なことが一般に知られ
ており、ＺＶＳ（Zero Voltage Switching）と呼ばれて
いる。このような駆動方法により第２のスイッチ素子３
０８のスイッチングに伴う損失は最小とすることがで
き、効率の良い、ノイズの少ないスイッチングを可能と
している。

【００８８】＜電流検出部＞本発明の第１の実施の形態
では、定着装置の励磁コイル１８に流れる電流の検出に
上記図１、後述の図１１のカレントトランス３１１を用
いた例で説明する。検出波形の一例を図１３に示す。カ
レントトランス３１１は、第２のスイッチ素子３０８の
エミッタ（ＦＥＴの場合はドレイン）から整流回路３０
４のマイナス端子及び整流回路３０４の後段のフィルタ
コンデンサ（図示略）へ流れる電流を検出すべく構成さ
れている。１：ｎの巻線を有するカレントトランス３１
１の１ターン側にパワー側の電流を流し、ｎターン側に
設けた検出抵抗により電圧情報として検出する。検出電
流はフィルタ回路（パッシブフィルタ）３１９（後述の
図１１参照）で波形整形した後、約５０ＫＨｚの周波数
に対応するピークホールド回路３２０（後述の図１１参
照）により電流ピークの縫絡線とする。

【００８９】更に、その次に接続された約１００Ｈｚに
対応するピークホールド回路３４０（後述の図１１参
照）により電圧リップルを含む電流ピーク波形を取り出
し、最大電力制御値としている。具体的には、この出力
電圧を電力制御ピーク値とするリミッタ動作をさせる構
成としている。更に、最大出力電力のリミット値として
本出力波形をフィルタ回路３１９（後述の図１１参照）
によりリップルを取り除き、ピーク電流に対応するより
安定した電圧として上記図１のフィードバック制御回路
３１５に入力してもよい。

【００９０】＜温度制御＞本発明の第１の実施の形態で
は、一例として温度制御をデジタルＰＩＤ（Proportion
al plus Integral plus Derivative：比例・積分・微
分）制御により行ったものとして記述する。定着装置
（定着器）の定着温度検出はサーミスタ２６により行っ
ている。サーミスタ２６は定着ニップよりも下流側に相
当する部位でスリーブ内側に圧接して配置されており、
被加熱材としての紙により奪われた熱量を温度変化とし
て測定するようになっている。サーミスタ２６の抵抗変
化を検出回路により電圧に変換し、予め定められた基準
電圧と比較することで目標温度（目標電圧）との差とし
て検出する。この検出結果に基づいてスイッチ素子のオ
ン時間を決定し、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パ
ルス幅変調）制御を行っている。

【００９１】ＰＷＭ制御回路３２３は、オン時間制御部
とオフ時間制御部の２対の定電流源回路及びコンデン
サ、コンパレータからなっており、それぞれ定電流源回
路からコンデンサへ定電流を充電した結果、電圧が基準
値を超えることにより時間制御を行う構成となってい
る。オン時間中に主スイッチ素子３０７以外の素子がオ
ン動作を行わなくするためにオン時間中はオフ時間制御
部を停止し、オフ時間中はオン時間制御部を停止する。
ＰＷＭ制御回路３２３内の出力ＦＦ（ステアリングフリ
ップフロップ）３２９により順次時間幅を制御されたオ
ン時間、オフ時間を繰り返し出力していく。オフ時間の
コンパレータは調整可能ではあるが、フィードバックル
ープを持たせない構成にすることにより一定時間とし、
オン時間のコンパレータ（図示略）の入力電圧を変更す
ることで電力制御を行っている。

【００９２】＜最大電力の電圧依存性＞最大電力（初期
電力）の電圧依存性について説明する。電流制御を全く
行わない系においては、ＡＣライン電圧に対し出力電圧
はＡＣライン電圧の２乗で変動していくことになる。こ
れに対し、電流検出によりリミットをかける本構成によ
れば、出力電力を電圧に線形依存するようにすることが
できる。このような回路を構成し、実験を行った結果を
図１４に示す。図１４（ａ）の「制御無し領域」は従来
例による実験結果であり電源電圧による電力変動が大き
いが、「ピーク一定制御領域」は本発明による実験結果
であり電源電圧による電力変動が少ないことを示してい
る。図１４（ｂ）の角印で示す点は平均電流一定制御の
場合の実験結果、菱形印で示す点はピーク一定制御の場
合の実験結果を示す。

【００９３】電流を検出し電力を制御するということか
ら、定着器ユニット部３１３の励磁コイル１８に電流を
流す時間、即ち主スイッチ素子３０７のオンしている時
間の最大値はＡＣラインを流れる電流と供給可能な電力
により定め、フィードバック制御回路３１５からの制御
信号はその時間を超えない範囲となっている。また、最
小時間についても規定する構成をとってもよい。例え
ば、複写機やプリンタ等の画像形成装置を朝一番で立ち
上げる時などのように画像形成装置の定着器の温度が低
い場合には、最大時間幅に近いオン時間幅で電力供給を
行うことになる。投入可能な電力を一例として１１００
Ｗとすると、電源オン時から温度制御が掛かるまでは最
大オン時間の範囲内で電流制御により１１００Ｗの電力
供給を行い、温度検出素子であるサーミスタ２６の信号
によりＰＩ制御或いはＰＩＤ制御と呼ばれる制御手法に
より温度上昇に伴ってオン時間幅を制限し、電力を制御
するよう構成している。

【００９４】温度が十分高くなり、温度制御によりオン
時間幅が短くなった場合、先に述べたようにフライバッ
ク電圧は電源電圧を基準電圧として振動を行うために、
特に電源電圧が高くオン時間幅が短い場合には０Ｖまで
下がりきることができず、ＺＶＳが実現できなくなって
くる。このような場合にカレントトランス３１１により
検出した回路電流を基準値と比較し、第２のスイッチ素
子３０８を駆動する。第２のスイッチ素子３０８は通常
動作させ続けるように構成してもよい。

【００９５】図５は励磁コイル１８と励磁回路２７を接
続して励磁電流により交番磁界を発生する構成を示す図
である。この励磁回路２７は上記図１に示したように構
成された高周波インバータ装置であり、約２０ＫＨｚか
ら１００ＫＨｚの高周波電流を発生する。

【００９６】図１１は本発明の第１の実施の形態に係る
励磁回路２７の詳細構成を示すブロック図である。本発
明の第１の実施の形態に係る励磁回路２７は、主スイッ
チ素子２０１、逆導通ダイオード２０２、励磁コイル２
０３、共振コンデンサ２０４、第２のスイッチ素子２０
５、逆導通ダイオード２０６、第２の共振コンデンサ２
０７、ゲート制御トランス３０５、３０６、カレントト
ランス３１１、スイッチング制御回路３５０を備えてい
る。更に、スイッチング制御回路３５０は、ピーク検出
回路３１８、フィルタ回路３１９、ピークホールド回路
３２０、オペアンプ３２１、整流回路３１７、コンデン
サ３４１、抵抗３４２、ＰＷＭ制御回路３２３、直流電
源３２７、コンデンサ３２８、スイッチ素子３３０、抵
抗３３１、３３２、ダイオード３３４、３３５等を備え
ている。

【００９７】尚、図中のスイッチング制御回路３５０は
上記図１のドライバ回路３１５に対応する。また、図中
のオペアンプ３２１、整流回路３１７、コンデンサ３４
１、抵抗３４２が第２のピークホールド回路３４０を構
成している。また、図中の主スイッチ素子２０１、第２
のスイッチ素子２０５、励磁コイル２０３、共振コンデ
ンサ２０４、２０７は、上記図１の主スイッチ素子３０
７、第２のスイッチ素子３０８、励磁コイル１８、共振
コンデンサ３０９、３１０に各々対応する。また、図中
３３３、３３６は画像形成装置に搭載された定着装置に
よる定着動作を外部から緊急停止する際の指示が入力さ
れる端子であり、図中３２２、３２４、３２５、３３
７、３３８は信号線である。

【００９８】上記要部の構成を動作と共に詳述すると、
主スイッチ素子２０１として一般的に用いるのはＭＯＳ
ＦＥＴやＩＧＢＴといった素子である。励磁コイル２０
３の構成は上記図６及び図７に示した通りである。逆導
通ダイオード２０６は第２のスイッチ素子２０５に並列
に接続されている。通常の状態では第２のスイッチ素子
２０５はオープン状態にしており、この状態で主スイッ
チ素子２０１をオン、オフすることによりシングル電圧
共振を行っている。この第２のスイッチ素子（サブ共振
スイッチ素子）２０５は、主スイッチ素子２０１がオフ
している間、フライバック電圧が上昇を終える頃にオ
ン、電圧が降下した頃にオフという上述した動作を続け
てもよい。

【００９９】励磁コイル２０３に流れる電流をカレント
トランス３１１により検出し、整流回路３１７で整流を
行った後、フィルタ回路３１９により検出する。この出
力をピーク検出回路３１８により予め定められた基準値
と比較し、基準値以上のピーク電流であることを検出す
るとＰＷＭ制御回路３２３の出力ＦＦ（フリップフロッ
プ）３２９をオフに固定し、出力を禁止するリミッタ動
作を行う。大電流が流れる場合など異常電流検出時はこ
のように保護を行っている。フィルタ回路３１９による
波形整形後、先ずピークホールド回路３２０により高い
周波数（数十ＫＨｚ）でのピーク検出を行い、電流波形
をピークを繋いだ商用交流周期の縫絡線としてＡＣライ
ンに流れるピーク電流を検出し、オペアンプ３２１・整
流回路３１７・コンデンサ３４１・抵抗３４２により構
成された第２のピークホールド回路３４０により、商用
交流の周期に対応するピーク値を検出する。

【０１００】本発明の第１の実施の形態では、検出した
ピーク電流に基づいて電力制御回路の最大出力値を制御
することにより、ＡＣライン電流検出結果により電力制
御幅の最大値（最大投入可能電力）を制御し、最大供給
可能な電力がＡＣライン電圧に依存し難くなるよう制御
している。

【０１０１】＜安全装置＞安全装置は以下のように構成
されている。本回路構成は、上記図１の電源入力端子３
０１から交流電力を受け、渦電流を保護するサーキット
ブレーカ３０２及びリレー３０３の接点を介して整流回
路３０４に接続するようになっている。ここで、リレー
３０３の励磁巻線は画像形成装置に装備された２４Ｖ電
源によりオンする構成とし、更に画像形成装置に装備さ
れた定着装置の定着ベルト（フィルム）１０の温度を検
出し、検出温度が規定温度を超え異常昇温したとき遮断
するサーモスイッチ接点を介して励磁するように構成さ
れており、仮にトラブルが生じ定着装置が異常昇温した
場合にはリレー３０３を介して励磁回路２７の電源を切
断し、熱暴走からの定着装置の保護を図り安全を確保す
るように構成している。

【０１０２】スイッチング周波数は、初期状態では最初
に説明した通り約１００ＫＨｚとなっている。初期状態
ではゲートパルス幅＝０であり、第２のスイッチ素子２
０５（３０８）は全くオンしていない状態にある。定着
スタート信号によりゲートパルスを出力し、電流制御回
路により決められるデューティまで増加することになる
わけであるが、この時、最大オン時間幅の１／２までの
間にリミッタが動作すれば異常状態と判定して外部に知
らせる構成となっている。

【０１０３】以上説明したように、本発明の第１の実施
の形態によれば、磁気誘導加熱方式で被加熱材を加熱す
る定着装置において、励磁コイル１８・定着ベルト１０
・サーミスタ２６を有する定着器ユニット部３１３と、
励磁コイル１８に流れる電流を検出するカレントトラン
ス３１１と、カレントトランス３１１の電流検出値に基
づき励磁コイル１８への供給電力の最大値を制限する制
御、定着ベルト１０と加圧ローラ３０との相互圧接部の
検出温度が規定温度を超過した場合に励磁コイル１８へ
の電力供給を停止する制御等を行うドライバ回路３１６
とを備えているため、下記のような作用及び効果を奏す
る。

【０１０４】定着装置の励磁コイル１８における最大電
力制御をカレントトランス３１１の信号を用いて行うた
め、磁気誘導加熱定着方式で金属製の定着ベルト１０の
加熱を行う際に最大電力を一定値に保ち、温度上昇に伴
う出力低減を無くし、より高速且つ安定なオンディマン
ド定着を実現することが可能となる効果がある。また、
定着ベルト１０と加圧ローラ３０との相互圧接部の検出
温度が規定温度を超過した場合に励磁コイル１８への電
力供給を停止し、外部入力に基づき定着動作を緊急停止
可能としているため、熱暴走からの定着装置の安全を確
保でき、非常時における定着動作の緊急停止も可能とな
る効果がある。

【０１０５】［第２の実施の形態］図１５は本発明の第
２の実施の形態に係る励磁回路２７の詳細構成を示すブ
ロック図である。本発明の第２の実施の形態に係る励磁
回路２７は、主スイッチ素子２０１、逆導通ダイオード
２０２、励磁コイル２０３、共振コンデンサ２０４、第
２のスイッチ素子２０５、逆導通ダイオード２０６、第
２の共振コンデンサ２０７、ゲート制御トランス３０
５、３０６、カレントトランス３１１、スイッチング制
御回路３６０を備えている。更に、スイッチング制御回
路３６０は、整流回路３１７、ピーク検出回路３１８、
第１のフィルタ回路３４５、第２のフィルタ回路３４
６、オペアンプ３４７、ＰＷＭ制御回路３２３、直流電
源３２７、コンデンサ３２８、スイッチ素子３３０、抵
抗３３１、３３２、ダイオード３３４、３３５等を備え
ている。上記第１の実施の形態における図１１との重複
箇所の説明は省略する。

【０１０６】尚、図中のスイッチング制御回路３６０は
上記図１のドライバ回路３１５に対応する。また、図中
の主スイッチ素子２０１、第２のスイッチ素子２０５、
励磁コイル２０３、共振コンデンサ２０４、第２の共振
コンデンサ２０７は、上記図１の主スイッチ素子３０
７、第２のスイッチ素子３０８、励磁コイル１８、共振
コンデンサ３０９、第２の共振コンデンサ３１０に各々
対応する。また、図中３３３、３３６は画像形成装置に
搭載された定着装置による定着動作を外部から緊急停止
する際の指示が入力される端子であり、図中３２２、３
２４、３２５、３３７、３３８は信号線である。

【０１０７】上記要部の構成を動作と共に詳述すると、
励磁コイル２０３に流れる電流をカレントトランス３１
１により検出し、整流回路３１７で整流を行った後、第
１のフィルタ回路３４５により検出する。この出力をピ
ーク検出回路３１８により予め定められた基準値と比較
し、基準値以上のピーク電流であることを検出するとＰ
ＷＭ制御回路３２３の出力ＦＦ３２９をオフに固定し、
出力を禁止するリミッタ動作を行う構成となっている。
回路に大電流が流れる場合などの異常電流検出と回路保
護はこのように行っている。

【０１０８】第１のフィルタ回路３４５による波形整形
後、第２のフィルタ回路３４６によりより低い周波数で
のフィルタリングを行い、ＡＣラインに流れる平均電流
として検出し、オペアンプ３４７により平均電流の値に
応じた電圧を出力させる。この出力電圧を電流制御回路
の制御電源電圧とすることにより、ＡＣライン電流検出
結果に基づいて制御幅の最大値（最大投入可能電力）を
制御し、最大供給可能な電力がＡＣライン電圧に比例す
るよう制御を行っている。

【０１０９】スイッチング周波数は、初期状態では最初
に説明した通り約１００ＫＨｚとなっている。初期状態
ではゲートパルス幅＝０であり、第２のスイッチ素子２
０５（３０８）は全くオンしていない状態にある。デュ
ーティ制御によりデューティを増加させていくことにな
るわけであるが、この時、最大オン時間幅の１／２まで
の間にリミッタが動作すれば異常状態と判定して外部に
知らせる構成となっている。

【０１１０】以上説明したように、本発明の第２の実施
の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、定着
装置の励磁コイル１８における最大電力制御をカレント
トランス３１１の信号を用いて行うため、磁気誘導加熱
定着方式で金属製の定着ベルト１０の加熱を行う際に最
大電力を一定値に保ち、温度上昇に伴う出力低減を無く
し、より高速且つ安定なオンディマンド定着を実現する
ことが可能となる効果がある。また、熱暴走からの定着
装置の安全を確保でき、非常時における定着動作の緊急
停止も可能となる効果がある。

【０１１１】［第３の実施の形態］図１６は本発明の第
３の実施の形態に係る励磁回路２７の詳細構成を示すブ
ロック図である。本発明の第３の実施の形態に係る励磁
回路２７は、主スイッチ素子２０１、逆導通ダイオード
２０２、励磁コイル２０３、共振コンデンサ２０４、第
２のスイッチ素子２０５、逆導通ダイオード２０６、第
２の共振コンデンサ２０７、ゲート制御トランス３０
５、３０６、カレントトランス３１１、スイッチング制
御回路３７０を備えている。更に、スイッチング制御回
路３７０は、整流回路３１７、ピーク検出回路３１８、
フィルタ回路３５１、第１のピークホールド回路３５
２、第２のピークホールド回路３５３、ＰＷＭ制御回路
３２３、直流電源３２７、コンデンサ３２８、抵抗３３
２、ダイオード３３４、３３５、スイッチ素子３５３等
を備えている。上記第１の実施の形態における図１１と
の重複箇所の説明は省略する。

【０１１２】尚、図中のスイッチング制御回路３７０は
上記図１のドライバ回路３１５に対応する。また、図中
の主スイッチ素子２０１、第２のスイッチ素子２０５、
励磁コイル２０３、共振コンデンサ２０４、第２の共振
コンデンサ２０７は、上記図１の主スイッチ素子３０
７、第２のスイッチ素子３０８、励磁コイル１８、共振
コンデンサ３０９、第２の共振コンデンサ３１０に各々
対応する。また、図中３３３、３３６は画像形成装置に
搭載された定着装置による定着動作を外部から緊急停止
する際の指示が入力される端子であり、図中３２２、３
２４、３２５、３３７、３３８は信号線である。

【０１１３】上記要部の構成を動作と共に詳述すると、
第１のピークホールド回路３５２、第２のピークホール
ド回路３５３を通過して得られたピーク電流情報は、フ
ィードバック制御回路３１５（上記図１）へ同回路３１
５内蔵のＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換さ
れ伝達される。その結果を温度制御を行う同回路３１５
内蔵のＰＩＤ制御部にピーク電流情報として入力し、こ
こから換算される最大電力が一定値を超えないように最
大供給可能な電力の制御を行う。演算結果はゲートパル
ス信号に出力するゲートオン時間情報として反映され、
同回路３１５内蔵のＣＰＵからのＤ／Ａコンバータより
の電圧出力またはＰＷＭ出力としてスイッチング制御回
路３７０へ入力される。

【０１１４】演算結果が最大電力を超える場合には、ピ
ーク電流情報から算出される最大電力を出力するように
し、ＰＩＤ制御のデータとしても、演算結果ではなく実
際に出力された電力幅をフィードバックすることで円滑
な制御が行えるように構成している。制御ループと異な
る安全回路としての電流リミッタ動作は一波毎に掛ける
必要がある場合には、ハードウエア的に掛ける上記第１
の実施の形態をそのまま用いても構わない。

【０１１５】以上説明したように、本発明の第３の実施
の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、定着
装置の励磁コイル１８における最大電力制御をカレント
トランス３１１の信号を用いて行うため、磁気誘導加熱
定着方式で金属製の定着ベルト１０の加熱を行う際に最
大電力を一定値に保ち、温度上昇に伴う出力低減を無く
し、より高速且つ安定なオンディマンド定着を実現する
ことが可能となる効果がある。また、熱暴走からの定着
装置の安全を確保でき、非常時における定着動作の緊急
停止も可能となる効果がある。

【０１１６】［他の実施の形態］上述した本発明の第１
乃至第３の実施の形態では、本発明の定着装置が搭載さ
れる画像形成装置の種類については特に言及しなかった
が、本発明は、未定着画像を被加熱材に永久固着画像と
して加熱定着させ画像形成を行う複写機やプリンタ等の
各種画像形成装置に適用可能である。

【０１１７】また、上述した本発明の第１乃至第３の実
施の形態では、本発明の定着装置が搭載される画像形成
装置以外の構成については特に言及しなかったが、本発
明は、画像形成装置など複数の機器から構成されるシス
テムに適用しても、画像形成装置など１つの機器からな
る装置に適用してもよい。

【０１１８】尚、本発明の特許請求の範囲における各構
成要件と、上述した本発明の第１乃至第３の実施の形態
における各部との対応関係は下記の通りである。請求項
１の磁場発生手段は励磁コイル１８に対応し、電磁誘導
加熱手段は定着ベルト１０に対応し、加圧手段は加圧ロ
ーラ３０に対応する。請求項２の電力供給手段は励磁回
路２７に対応し、電流検出手段はカレントトランス３１
１に対応し、電力制御手段はドライバ回路３１６に対応
する。請求項３の温度検出手段はサーミスタ２６に対応
する。請求項４の電流ピーク抽出手段はピークホールド
回路３２０に対応する。請求項５の第一の周波数フィル
タ手段は第１のフィルタ回路３４５に対応し、第二の周
波数フィルタ手段は第２のフィルタ回路３４６に対応
し、電流リミッタ手段はピーク検出回路３１８に対応
し、電流制御手段はオペアンプ３４７に対応する。請求
項６の周波数フィルタ手段はフィルタ回路３５１に対応
し、電流制御手段はフィードバック制御回路３１５に対
応する。請求項７の緊急停止手段は端子３３３、３３６
及びスイッチング制御回路３５０（３６０、３７０）に
対応する。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜２、４
〜６、８記載の加熱装置、請求項９〜１０、１２〜１
４、１６記載の画像形成装置、請求項１７〜１８、２０
〜２２、２４記載の電力制御方法によれば、最大電力制
御を電流検出手段の信号を用いて行うことため、磁気誘
導加熱定着方式で電磁誘導加熱手段（具体例としては金
属製の定着ベルト）の加熱を行う際に最大電力を一定値
に保ち、温度上昇に伴う出力低減を無くし、より高速且
つ安定なオンディマンド定着を実現することが可能とな
る効果がある。

【０１２０】また、請求項３記載の加熱装置、請求項１
１記載の画像形成装置、請求項１９記載の電力制御方法
によれば、電磁誘導加熱手段と加圧手段との相互圧接部
の検出温度が規定温度を超過した場合に磁場発生手段へ
の電力供給を停止するため、熱暴走からの定着装置の安
全を確保できるという効果がある。

【０１２１】また、請求項７記載の加熱装置、請求項１
５記載の画像形成装置、請求項２３記載の電力制御方法
によれば、外部入力に基づき電磁誘導加熱手段による加
熱動作を緊急停止するため、非常時における定着動作の
緊急停止も可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置の誘導加熱制御部の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置の要部の構造を示す断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置の要部の正面構造を示す一部を断面とした構
成図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置の要部の正面構造を示す断面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置を構成するベルトガイド部材・励磁コイル等
を示す斜視図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置の定着ベルト等における交番磁束の発生の様
子を示す説明図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置の安全回路を示す回路図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置の定着ベルトの層構成の例を示す概略断面図
である。

【図９】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
の定着装置の定着ベルトの層構成の他の例を示す概略断
面図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る電磁波強度
と発熱層深さとの関係を示す説明図である。

【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装
置の定着装置の励磁回路の詳細構成を示すブロック図で
ある。

【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装
置の定着装置の出力コンバータの構成を示す回路図であ
る。

【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装
置の定着装置における電流検出波形の例を示す説明図で
ある。

【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装
置の定着装置における最大電力依存性の実験結果を示す
説明図であり、（ａ）は制御無し領域の場合及びピーク
一定制御領域の場合の電力−電圧特性を示す説明図、
（ｂ）は平均電流一定制御の場合及びピーク一定制御の
場合の電力−電圧特性を示す説明図である。

【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装
置の定着装置の励磁回路の詳細構成を示すブロック図で
ある。

【図１６】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装
置の定着装置の励磁回路の詳細構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１０ 定着ベルト １８ 励磁コイル ２６ サーミスタ ２７ 励磁回路 ３０ 加圧ローラ ３０１ 電源ライン入力端子 ３０２ サーキットブレーカ ３１１ カレントトランス ３１５ フィードバック制御回路 ３１６ ドライバ回路 ３１８ ピーク検出回路 ３４５ 第１のフィルタ回路 ３４６ 第２のフィルタ回路 ３４７ オペアンプ ３５１ フィルタ回路 ３５２ 第１のピークホールド回路 ３５３ 第２のピークホールド回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 6/14 Ｈ０５Ｂ 6/14 Ｆターム(参考） 2H033 AA10 AA20 BA31 BE03 BE06 CA04 CA06 CA23 CA44 3K059 AB00 AB19 AB20 AC07 AC09 AC10 AC12 AC33 AC73 AD03 AD10 AD15 AD17 BD06 BD08 CD10 CD17 CD18 CD73 CD75 CD77

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気誘導加熱方式による発熱により被加
   熱材を加熱する加熱装置であって、 磁界を発生する磁場発生手段と、該磁場発生手段から発
   生した磁界の作用で電磁誘導発熱し前記被加熱材を加熱
   する電磁誘導加熱手段と、該電磁誘導加熱手段に圧接し
   て相互間に前記被加熱材を挟む加圧手段とを有し、前記
   磁場発生手段に流れる電流の検出結果に基づき前記磁場
   発生手段への供給電力を制御することを特徴とする加熱
   装置。
2. 【請求項２】 更に、前記磁場発生手段へ高周波電力を
   供給する電力供給手段と、前記磁場発生手段に流れる電
   流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段の検出電
   流値に基づき前記電力供給手段から前記磁場発生手段へ
   の供給電力の最大値を制限する電力制御手段とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 更に、前記電磁誘導加熱手段と前記加圧
   手段との相互圧接部の温度を検出する温度検出手段を有
   し、前記電力制御手段は、前記温度検出手段の検出温度
   が規定温度となるように前記磁場発生手段への電力供給
   を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の加熱
   装置。
4. 【請求項４】 更に、前記電流検出手段で検出した電流
   のピーク値を抽出する電流ピーク抽出手段を有し、前記
   電力制御手段は、前記電流ピーク抽出手段で抽出した電
   流ピーク値に基づき前記電力供給手段から前記磁場発生
   手段への供給電力の最大値を制限することを特徴とする
   請求項１乃至３の何れかに記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 更に、前記電流検出手段から出力される
   電圧信号をフィルタする第一の周波数フィルタ手段と、
   該第一の周波数フィルタ手段に接続された第二の周波数
   フィルタ手段と、前記第一の周波数フィルタ手段で前記
   電流検出手段の検出電流に基づき検出した電流波形のピ
   ーク値を制限する電流リミッタ手段と、前記第二の周波
   数フィルタ手段で検出した電流の平均値に基づき電流制
   御を行う電流制御手段とを有し、前記電力制御手段は、
   前記電流平均値に基づき前記電力供給手段から前記磁場
   発生手段への供給電力の最大値を制限することを特徴と
   する請求項１乃至４の何れかに記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 更に、前記電流検出手段から出力される
   電圧信号をフィルタする周波数フィルタ手段と、前記周
   波数フィルタ手段で前記電流検出手段の検出電流に基づ
   き検出した電流波形のピーク値を制限する電流リミッタ
   手段と、前記電流ピーク抽出手段で抽出したピーク電流
   が一定となるように制御する電流制御手段とを有し、前
   記電力制御手段は、前記ピーク電流に基づき前記電力供
   給手段から前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制
   限することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
   の加熱装置。
7. 【請求項７】 更に、外部入力に基づき前記電磁誘導加
   熱手段による加熱動作を緊急停止するための緊急停止手
   段を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに
   記載の加熱装置。
8. 【請求項８】 共振方式の電源を用い未定着画像を被加
   熱材に永久固着画像として加熱定着させ画像形成を行う
   複写機やプリンタに搭載可能であることを特徴とする請
   求項１乃至７の何れかに記載の加熱装置。
9. 【請求項９】 磁気誘導加熱方式による発熱により被記
   録材を加熱する加熱装置を装備した画像形成装置であっ
   て、 前記加熱装置は、磁界を発生する磁場発生手段と、該磁
   場発生手段から発生した磁界の作用で電磁誘導発熱し前
   記被記録材を加熱する電磁誘導加熱手段と、該電磁誘導
   加熱手段に圧接して相互間に前記被記録材を挟む加圧手
   段とを有し、前記磁場発生手段に流れる電流の検出結果
   に基づき前記磁場発生手段への供給電力を制御すること
   を特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記加熱装置は、更に、前記磁場発生
    手段へ高周波電力を供給する電力供給手段と、前記磁場
    発生手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電
    流検出手段の検出電流値に基づき前記電力供給手段から
    前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限する電力
    制御手段とを有することを特徴とする請求項９記載の画
    像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記加熱装置は、更に、前記電磁誘導
    加熱手段と前記加圧手段との相互圧接部の温度を検出す
    る温度検出手段を有し、前記電力制御手段は、前記温度
    検出手段の検出温度が規定温度となるように前記磁場発
    生手段への電力供給を制御することを特徴とする請求項
    ９又は１０記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記加熱装置は、更に、前記電流検出
    手段で検出した電流のピーク値を抽出する電流ピーク抽
    出手段を有し、前記電力制御手段は、前記電流ピーク抽
    出手段で抽出した電流ピーク値に基づき前記電力供給手
    段から前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限す
    ることを特徴とする請求項９乃至１１の何れかに記載の
    画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記加熱装置は、更に、前記電流検出
    手段から出力される電圧信号をフィルタする第一の周波
    数フィルタ手段と、該第一の周波数フィルタ手段に接続
    された第二の周波数フィルタ手段と、前記第一の周波数
    フィルタ手段で前記電流検出手段の検出電流に基づき検
    出した電流波形のピーク値を制限する電流リミッタ手段
    と、前記第二の周波数フィルタ手段で検出した電流の平
    均値に基づき電流制御を行う電流制御手段とを有し、前
    記電力制御手段は、前記電流平均値に基づき前記電力供
    給手段から前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制
    限することを特徴とする請求項９乃至１２の何れかに記
    載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記加熱装置は、更に、前記電流検出
    手段から出力される電圧信号をフィルタする周波数フィ
    ルタ手段と、前記周波数フィルタ手段で前記電流検出手
    段の検出電流に基づき検出した電流波形のピーク値を制
    限する電流リミッタ手段と、前記電流ピーク抽出手段で
    抽出したピーク電流が一定となるように制御する電流制
    御手段とを有し、前記電力制御手段は、前記ピーク電流
    に基づき前記電力供給手段から前記磁場発生手段への供
    給電力の最大値を制限することを特徴とする請求項９乃
    至１２の何れかに記載の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 前記加熱装置は、更に、外部入力に基
    づき前記電磁誘導加熱手段による加熱動作を緊急停止す
    るための緊急停止手段を有することを特徴とする請求項
    ９乃至１４の何れかに記載の画像形成装置。
16. 【請求項１６】 共振方式の電源を用い未定着画像を被
    加熱材に永久固着画像として加熱定着させ画像形成を行
    う複写機やプリンタであることを特徴とする請求項９乃
    至１５の何れかに記載の画像形成装置。
17. 【請求項１７】 磁気誘導加熱方式による発熱により被
    加熱材を加熱する加熱装置に適用される電力制御方法で
    あって、 磁界を発生する磁場発生手段と、該磁場発生手段から発
    生した磁界の作用で電磁誘導発熱し前記被加熱材を加熱
    する電磁誘導加熱手段と、該電磁誘導加熱手段に圧接し
    て相互間に前記被加熱材を挟む加圧手段とを有する前記
    加熱装置で前記磁場発生手段に流れる電流の検出結果に
    基づき前記磁場発生手段への供給電力を制御することを
    特徴とする電力制御方法。
18. 【請求項１８】 更に、前記磁場発生手段へ高周波電力
    を供給する電力供給ステップと、前記磁場発生手段に流
    れる電流を検出する電流検出ステップと、該電流検出ス
    テップの検出電流値に基づき前記電力供給ステップから
    前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限する電力
    制御ステップとを有することを特徴とする請求項１７記
    載の電力制御方法。
19. 【請求項１９】 更に、前記電磁誘導加熱手段と前記加
    圧手段との相互圧接部の温度を検出する温度検出ステッ
    プを有し、前記電力制御ステップでは、前記温度検出ス
    テップの検出温度が規定温度を超過した場合に前記電力
    供給ステップから前記磁場発生手段への電力供給を停止
    させることを特徴とする請求項１７又は１８記載の電力
    制御方法。
20. 【請求項２０】 更に、前記電流検出ステップで検出し
    た電流のピーク値を抽出する電流ピーク抽出ステップを
    有し、前記電力制御ステップでは、前記電流ピーク抽出
    ステップで抽出した電流ピーク値に基づき前記電力供給
    ステップから前記磁場発生手段への供給電力の最大値を
    制限することを特徴とする請求項１７乃至１９の何れか
    に記載の電力制御方法。
21. 【請求項２１】 更に、前記電流検出ステップから出力
    される電圧信号をフィルタする第一の周波数フィルタス
    テップと、第二の周波数フィルタステップと、前記第一
    の周波数フィルタステップで前記電流検出ステップの検
    出電流に基づき検出した電流波形のピーク値を制限する
    電流リミッタステップと、前記第二の周波数フィルタス
    テップで検出した電流の平均値に基づき電流制御を行う
    電流制御ステップとを有し、前記電力制御ステップで
    は、前記電流平均値に基づき前記電力供給ステップから
    前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限すること
    を特徴とする請求項１７乃至２０の何れかに記載の電力
    制御方法。
22. 【請求項２２】 更に、前記電流検出ステップから出力
    される電圧信号をフィルタする周波数フィルタステップ
    と、該周波数フィルタステップで前記電流検出ステップ
    の検出電流に基づき検出した電流波形のピーク値を制限
    する電流リミッタステップと、前記電流ピーク抽出ステ
    ップで抽出したピーク電流が一定となるように制御する
    電流制御ステップとを有し、前記電力制御ステップで
    は、前記ピーク電流に基づき前記電力供給ステップから
    前記磁場発生手段への供給電力の最大値を制限すること
    を特徴とする請求項１７乃至２０の何れかに記載の電力
    制御方法。
23. 【請求項２３】 更に、外部入力に基づき前記電磁誘導
    加熱手段による加熱動作を緊急停止するための緊急停止
    ステップを有することを特徴とする請求項１７乃至２２
    の何れかに記載の電力制御方法。
24. 【請求項２４】 共振方式の電源を用い未定着画像を被
    加熱材に永久固着画像として加熱定着させ画像形成を行
    う複写機やプリンタに適用可能であることを特徴とする
    請求項１７乃至２３の何れかに記載の電力制御方法。