JP2007187973A - 電磁誘導加熱方式の定着装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁誘導加熱方式の定着装置であって、部品を一時的に移動したり交換したとしても、定着部材を安定して加熱できる定着装置を提供すること。
【解決手段】定着部材１を電磁誘導によって直接又は間接に加熱する電磁誘導コイル３と、定着部材１の温度を検出する温度検出部４とを備える。電力制御部２１は、温度検出部４からの検出信号に基づいて、インバータ回路１１にこの回路１１が出力すべき電力を表す電力指示値を含む制御信号を与えて、定着部材１の温度が目標温度になるように制御する。出力検出部３１が、インバータ回路１１から電磁誘導コイル３ヘの電力または電流の出力値を検出する。出力検出部３１が検出した出力値が最大になるように、位置調整部が、電磁誘導コイル３と定着部材１との間の相対的な位置を調整する。
【選択図】図３

Description

この発明は電磁誘導加熱方式の定着装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

近年、紙などのシートにトナーを定着させる定着装置としては、ウォームアップ時間の短縮や省エネルギなどの要望から、急速加熱、高効率加熱が可能な電磁誘導加熱方式のものが注目されている。一般的な電磁誘導加熱方式の定着装置は、電磁誘導コイルによって加熱される定着部材（ローラやベルトなど）と別の加圧部材（ローラなど）とを互いに圧接してニップを形成し、そのニップを通してトナーが付着されたシートを搬送することによって、上記トナーをシートに定着させるようになっている。なお、上記定着部材は、電磁誘導コイルによる電磁誘導を直接受けて渦電流によって加熱される場合（これを直接加熱方式と呼ぶ。）と、電磁誘導コイルによる電磁誘導を受けて渦電流によって発熱する別の発熱部材を介して間接的に加熱される場合（これを間接加熱方式と呼ぶ。）とがある。

例えば特許文献１（特開２００２−８２５４９号公報）には、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、ジャム処理やメンテナンスの便宜のために、定着部材や発熱部材を画像形成装置本体から取り外せるようにしたものが記載されている。これにより、電磁誘導コイル（励磁コイル）を画像形成装置本体に残し、消耗部品である定着部材や発熱部材を安価に交換可能としている。
特開２００２−８２５４９号公報

しかしながら、例えば直接加熱方式の定着装置において、電磁誘導コイルを画像形成装置本体に残し、定着部材を取り外せるようにした場合、定着部材を再び取り付けたときに、電磁誘導コイルと定着部材との間に位置ずれが生じて、電磁誘導コイルと定着部材との間の相互インダクタンスが変化し、それに伴って電磁誘導コイルのインピーダンスが変化することがある。このような場合、定着部材を安定して（定着部材の取り外し前と同様に）加熱できなくなるという問題がある。この問題は間接加熱方式の定着装置であっても、ジャム処理のために部品（発熱部材や定着部材等）を一時的に移動したり、消耗した部品を新たな部品に交換したりしたときに、同様に生じる。

なお、この種の電磁誘導加熱方式の定着装置では、定着部材の温度を温度センサで検出し、その温度センサの出力に基づいて、電源と上記電磁誘導コイルとの間に介挿されたインバータ回路を制御して上記電磁誘導コイルを励磁している（例えば特許文献１（特開２００２−８２５４９号公報）参照。）。

そこで、この発明の課題は、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、部品を一時的に移動したり交換したとしても、定着部材を安定して加熱できる定着装置を提供することにある。

また、この発明の課題は、そのような定着装置をそなえた画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の定着装置は、
シートを通すニップを形成するように互いに圧接された定着部材および加圧部材と、
上記定着部材を電磁誘導によって直接又は間接に加熱する電磁誘導コイルと、
上記定着部材の温度を検出する温度検出部と、
電源と上記電磁誘導コイルとの間に介挿され、出力すべき電力を表す電力指示値を含む制御信号を受けて動作するインバータ回路と、
上記温度検出部からの検出信号に基づいて、上記定着部材の温度が目標温度になるように、上記インバータ回路に上記電力指示値を含む制御信号を与える電力制御部と、
上記インバータ回路から上記電磁誘導コイルヘの電力または電流の出力値を検出する出力検出部と、
上記出力検出部が検出した出力値が最大になるように、上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置を調整する位置調整部を備えたことを特徴とする。

なお、電磁誘導によって「直接」に加熱するとは、上記定着部材が電磁誘導コイルによる電磁誘導を直接受けて渦電流によって加熱される場合を指す。また、電磁誘導によって「間接」に加熱するとは、電磁誘導コイルによる電磁誘導を受けて渦電流によって発熱する別の発熱部材を介して上記定着部材が間接的に加熱される場合を指す。

この発明の定着装置では、温度検出部が定着部材の温度を検出する。そして、電力制御部が、上記温度検出部からの検出信号に基づいて、上記定着部材の温度が目標温度になるように、出力すべき電力を表す電力指示値を含む制御信号を与えて上記インバータ回路を制御する。これにより、正常動作時には、上記定着部材の温度が目標温度に制御される。しかも、この定着装置では、出力検出部が、上記インバータ回路から上記電磁誘導コイルヘの電力または電流の出力値を検出する。そして、位置調整部が、上記出力検出部が検出した出力値が最大になるように、上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置を調整する。これにより、部品を一時的に移動したり交換したとしても、定着部材を安定して加熱できるようになる。

別の局面では、この発明の定着装置は、
シートを通すニップを形成するように互いに圧接された定着部材および加圧部材と、
上記定着部材を電磁誘導によって直接又は間接に加熱する電磁誘導コイルと、
上記定着部材の温度を検出する温度検出部と、
電源と上記電磁誘導コイルとの間に介挿され、出力すべき電力を表す電力指示値を含む制御信号を受けて動作するインバータ回路と、
上記温度検出部からの検出信号に基づいて、上記定着部材の温度が目標温度になるように、上記インバータ回路に上記電力指示値を含む制御信号を与える電力制御部と、
上記電源から上記インバータ回路ヘの電力または電流の入力値を検出する入力検出部と、
上記入力検出部が検出した入力値が最大になるように、上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置を調整する位置調整部を備えたことを特徴とする。

この発明の定着装置では、温度検出部が定着部材の温度を検出する。そして、電力制御部が、上記温度検出部からの検出信号に基づいて、上記定着部材の温度が目標温度になるように、出力すべき電力を表す電力指示値を含む制御信号を与えて上記インバータ回路を制御する。これにより、正常動作時には、上記定着部材の温度が目標温度に制御される。しかも、この定着装置では、入力検出部が、上記電源から上記インバータ回路ヘの電力または電流の入力値を検出する。そして、位置調整部が、上記入力検出部が検出した入力値が最大になるように、上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置を調整する。これにより、部品を一時的に移動したり交換したとしても、定着部材を安定して加熱できるようになる。

一実施形態の定着装置では、
上記出力検出部または上記入力検出部が検出した値と上記電力指示値とを比較して、上記定着部材の加熱に関する異常の有無を判定する異常判定部を備え、
上記位置調整部は、上記異常判定部が異常有りと判定したときに上記位置の調整を行うようになっていることを特徴とする。

ここで、上記出力検出部が検出した値とは、上記インバータ回路から上記電磁誘導コイルヘの電力または電流の出力値を指す。また、上記入力検出部が検出した値とは、上記電源から上記インバータ回路ヘの電力または電流の入力値を指す。

この一実施形態の定着装置では、上記位置調整部は、上記異常判定部が異常有りと判定したときに上記位置の調整を行うので、電磁誘導コイルと定着部材との間に位置ずれが生じている可能性がある時に、タイムリーに上記位置の調整を行うことができる。

一実施形態の定着装置では、上記異常判定部は、ジャム処理が行われたことを表す信号を検出したとき、上記異常の有無の判定を行うようになっていることを特徴とする。

ここで、「ジャム処理」とは、搬送路にシートなどの紙が詰まったときに、その紙を取り除く処理を意味する。

この一実施形態の定着装置では、上記異常判定部は、ジャム処理が行われたことを表す信号を検出したとき、上記異常の有無の判定を行うようになっている。したがって、ジャム処理のためにこの定着装置の部品が一時的に移動され復帰した時、つまり電磁誘導コイルと定着部材との間に位置ずれが生じている可能性がある時に、タイムリーに上記異常の有無を判定できる。そして、電磁誘導コイルと定着部材との間に位置ずれが生じている場合は、上記位置調整部によって、上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置が調整される。

一実施形態の定着装置では、上記異常判定部は、この定着装置の部品交換が行われたことを表す信号を検出したとき、上記異常の有無の判定を行うようになっていることを特徴とする。

ここで、「部品交換」とは、例えば、電磁誘導コイルを定着装置本体に残し、定着部材を取り外した後、別の定着部材を取り付けたような場合を指す。

この一実施形態の定着装置では、上記異常判定部は、この定着装置の部品交換が行われたことを表す信号を検出したとき、上記異常の有無の判定を行うようになっている。したがって、この定着装置の部品交換が行われた時、つまり電磁誘導コイルと定着部材との間に位置ずれが生じている可能性がある時に、タイムリーに上記異常の有無を判定できる。そして、電磁誘導コイルと定着部材との間に位置ずれが生じている場合は、上記位置調整部によって、上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置が調整される。

一実施形態の定着装置は、上記異常判定部が異常の有無の判定を行うとき、上記電力制御部は上記電力指示値を最大幅で可変するようになっていることを特徴とする。

ここで、「最大幅で可変する」は、可変可能な範囲で最小値から最大値まで変化させることを意味する。

この一実施形態の定着装置では、上記異常判定部が異常の有無の判定を行うとき、上記電力制御部は上記電力指示値を最大幅で可変するようになっている。したがって、異常の有無の判定精度が高まる。

一実施形態の定着装置は、上記位置調整部が上記位置の調整を行うとき、上記出力検出部または上記入力検出部が検出した値を表示する表示部を備えたことを特徴とする。

この一実施形態の定着装置では、上記位置調整部が上記位置の調整を行うとき、表示部が上記出力検出部または上記入力検出部が検出した値を表示する。したがって、メンテナンス担当者等は、この表示部による表示によって、上記位置調整部による上記位置の調整が正しく行われているかどうかを確認することができる。

この発明の画像形成装置は、シートにトナーを付着させる画像形成部と、上記発明の定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

この発明の画像形成装置では、画像形成部がシートにトナーを付着させ、上記発明の定着装置が上記シートに上記トナーを定着させる。既述のように、上記位置調整部が上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置を調整するので、定着装置の部品を一時的に移動したり交換したとしても、定着部材を安定して加熱できる。その結果、上記画像形成装置では、定着を安定して行うことができる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態の定着装置の機構部分（基本的な部分のみ）を示している。この定着装置の機構部分は、定着部材としての定着ローラ１と、加圧部材としての加圧ローラ２と、電磁誘導コイル３と、温度検出部としての温度検出センサ４とを備えている。これらの部品１，２，３，４は、この定着装置の本体としての図示しないフレームに位置決めして取り付けられている。

定着ローラ１と加圧ローラ２とは、紙などのシート６を通すニップ５を形成するように、図示しないバネなどの付勢手段によって互いに圧接されている。ただし、図５に示すように、ジャム発生時は、電磁誘導コイル３や定着ローラ１を残して、矢印ｃ方向に加圧ローラ２が取り外し可能になっている。また、図６に示すように、部品交換時は、電磁誘導コイル３を残して、定着ローラ１や加圧ローラ２が取り外し可能になっている。

図１に示すように、上記各部品１，２，３，４が上記フレームに取り付けられた状態で、定着ローラ１は図示しない駆動源（モータなど）によって矢印ａ方向（図１において反時計回り）に回転され、それに従動して、加圧ローラ２は矢印ｂ方向（図１において時計回り）に回転される。定着動作時には、片面６ａにトナー９が付着されたシート６が図１においてニップ５を通して下方から上方へ搬送される。これにより、トナー９がシート６に定着される。

定着ローラ１は、例えば鉄製の芯金上に、厚さ５ｍｍのＳｉ（シリコン）スポンジゴム層と、厚さ５０μｍのＮｉ（ニッケル）とＣｒ（クロム）からなる合金層と、厚さ１ｍｍのＳｉゴム層と、厚さ２０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）からなる表層とを設けて構成されている。また、加圧ローラ２は、鉄製の芯金上に、厚さ５ｍｍのＳｉ発泡ゴム層と、厚さ３０μｍのＰＦＡ表層とを設けて構成されている。

電磁誘導コイル３は、定着ローラ１の外周面に沿って配置され、定着ローラ１が含むＮｉＣｒ合金層を電磁誘導によって直接加熱するようになっている。具体的には、電磁誘導コイル３は、層を成すように複数回巻回された導線からなり、その層が図示しないフェライトコアとホルダに支持されて、上記定着ローラ１の外周面に沿うように湾曲されて配置されている。これにより、電磁誘導コイル３が作る磁束は、上記フェライトコアと上記定着ローラ１のＮｉＣｒ合金層とが作る磁気回路を通るようになっている。

温度検出センサ４は、定着ローラ１の外周面に対向して配置され、公知の赤外線方式で定着ローラ１の表面温度を検出するようになっている。

図１１および図１２は、電磁誘導コイル３と定着ローラ１との間の相対的な位置を調整するための位置調整機構を示している。なお、図１１、図１２では、簡単のため、加圧ローラ２の図示が省略されている（後述する図２、図３、図４でも同様。）。

図１１は、定着ローラ１に対して電磁誘導コイル３の周方向の位置調整を可能にする機構部分を示している。この機構部分は、電磁誘導コイル３（のホルダ）と一体に形成された軸５４と、一端がこの軸５４に一体に取り付けられたアーム５３と、このアーム５３の他端（軸５４が取り付けられた端部と反対側の端部）に一体に取り付けられた円弧状断面をもつギヤ５２と、上記フレームに固定して支持されたステッピングモータ５１とを含んでいる。ギヤ５２は外周面５２ａに歯をもち、モータ５１の出力軸に設けられたギヤとかみ合っている。後述する制御系（定着制御回路）によってモータ５１の出力軸が順逆に回転駆動されると、ギヤ５２は、矢印ｅに示すように回動され、その結果、アーム５３と軸５４を介して、電磁誘導コイル３が定着ローラ１に対して周方向に移動する。

図１２は、定着ローラ１に対して電磁誘導コイル３の長手方向ｆ（定着ローラ１の回転軸と平行な方向）の位置調整を可能にする機構部分を、上方から見たところを示している。この機構部分は、電磁誘導コイル３（のホルダ）の長手方向両端にそれぞれ嵌合して取り付けられた一対のホルダ６７，６８と、ホルダ６７，６８にそれぞれ対応した位置に設けられ上記フレームに固定して支持された一対のステッピングモータ６１，６２と、上記ホルダ６７，６８とモータ６１，６２との間に細長く延在するウォームギヤ６３，６４とを含んでいる。モータ６１，６２は互いに独立して駆動可能になっている。ウォームギヤ６３，６４はそれぞれ外周面に歯をもち、それぞれモータ６１，６２の出力軸６５，６６に設けられたギヤとかみ合っている。後述する制御系（定着制御回路）によってモータ６１，６２が順逆に回転駆動されると、ウォームギヤ６３，６４はその周方向に回動される。また、ホルダ６７，６８とウォームギヤ６３，６４との間には、図示しないラック・アンド・ピニオンが設けられている。これにより、ウォームギヤ６３，６４がその周方向に回動されると、電磁誘導コイル３はホルダ６７，６８とともに長手方向ｆに移動することができる。

図２は、図１の機構部分を制御するための本発明の基礎となる制御系のブロック構成を示している。

この図２に示すように、商用電源１２と電磁誘導コイル３との間に、インバータ回路１１が介挿されている。インバータ回路１１は、商用電源１２から商用電力供給路１３を通して入力される商用電力を高周波の交番電力に変換して、得られた高周波電力を、高周波電力供給路１４を通して電磁誘導コイル３へ出力する。

電力制御部としての定着制御回路２１が、温度検出センサ４からの検出信号に基づいて、インバータ回路１１に電力指示値を含む制御信号を与える。電力指示値は、インバータ回路１１が出力すべき電力値を表す。これにより、定着ローラ１、温度検出センサ４、定着制御回路２１、インバータ回路１１、定着ローラ１というループが構成され、定着ローラ１の表面温度が目標温度になるようにフィードバック制御が行われる。上述のような定着制御回路２１は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）によって構成される。なお、この定着制御回路２１は、定着装置のみを制御する回路であっても良いし、上位の全体装置、例えば画像形成装置の全体を制御する回路の一部であっても良い。

上述の定着制御回路２１は、具体的には図７のフローに示すように、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも高いか否かを判断して（Ｓ１）、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも低い場合（Ｓ１でＮＯ）は電力指示値を増加する（Ｓ２）。これにより、インバータ回路１１から電磁誘導コイル３へ出力される電力値が増加して、定着ローラ１の表面温度が上昇する。一方、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも高い場合（Ｓ１でＹＥＳ）は電力指示値を削減する（Ｓ３）。これにより、インバータ回路１１から電磁誘導コイル３へ出力される電力値が低下して、定着ローラ１の表面温度が低下する。

なお、目標温度よりも高い側、低い側に、それぞれ異なる温度を表す複数の閾値温度を設定し、それらの閾値温度と目標温度との差に応じて電力指示値の増減量を可変して設定しても良い。例えば、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも低い側で目標温度から遠い閾値を下回っていれば、電力指示値の増加量を大きく設定する。また、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも低い側で目標温度から近い閾値付近にあれば、電力指示値の増加量を小さく設定する。逆に、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも高い側で目標温度から遠い閾値を上回っていれば、電力指示値の削減量を大きく設定する。また、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも高い側で目標温度から近い閾値付近にあれば、電力指示値の削減量を小さく設定する。これにより、定着ローラ１の表面温度を目標温度に速やかに近づけるとともに、定着ローラ１の表面温度が目標温度に近いときは安定した温度制御を行うことができる。

図３は、図１に示した機構部分を制御するための、一実施形態の制御系のブロック構成を示している。

この例では、出力検出部としての出力電力検出装置３１が設けられている。この出力電力検出装置３１は、インバータ回路１１から電磁誘導コイル３ヘの電力の出力値を検出する。なお、電力の出力値に代えて、電流の出力値を検出しても良い。このような出力電力検出装置３１としては、例えば高周波電力供給路１４をなすケーブルに巻回されたピックアップコイルを備え、このピックアップコイルに誘起される逆起電力を用いて電力または電流を検出する公知のものを採用できる。この出力電力検出装置３１が検出した電力の出力値は、出力電力検出信号路３２を通して、定着制御回路２１へ送られる。

この例では、定着制御回路２１が電力制御部としてだけでなく、異常判定部としても働いて、出力電力検出装置３１が検出した出力値と上記電力指示値とを比較して、定着ローラ１の加熱に関する異常の有無を判定する。

具体的には図８のフローに示すように、定着制御回路２１は、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも高いか否かを判断して（Ｓ１１）、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも低い場合（Ｓ１１でＮＯ）は電力指示値を増加する（Ｓ１２）。これにより、インバータ回路１１から電磁誘導コイル３へ出力される電力値が増加して、定着ローラ１の表面温度が上昇する。一方、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも高い場合（Ｓ１１でＹＥＳ）は電力指示値を削減する（Ｓ１３）。これにより、インバータ回路１１から電磁誘導コイル３へ出力される電力値が低下して、定着ローラ１の表面温度が低下する。この後、定着制御回路２１が、出力電力検出装置３１が検出した出力値と上記電力指示値とを比較して、検出電力、つまり出力電力検出装置３１が検出した出力値が正常であるか否かを判定する（Ｓ１４）。これにより、定着ローラ１の加熱に関する異常の有無を判定する。

これにより、定着ローラ１の加熱に関する異常が発生したことを検出できる。したがって、そのような異常が発生したときは、異常を解消すべき処理（Ｓ１５）を行うことができる（これを「異常処理」と呼ぶ。具体的には後述する。）。その結果、定着ローラ１を安定して加熱できるようになる。

図４は、図１に示した機構部分を制御するための、一実施形態の制御系のブロック構成を示している。

この例では、入力検出部としての入力電力検出装置４１が設けられている。この入力電力検出装置４１は、商用電源１２からインバータ回路１１ヘの電力の入力値を検出する。なお、電力の入力値に代えて、電流の入力値を検出しても良い。このような入力電力検出装置４１としては、例えば商用電力供給路１３をなすケーブルに巻回されたピックアップコイルを備え、このピックアップコイルに誘起される逆起電力を用いて電力または電流を検出する公知のものを採用できる。この入力電力検出装置４１が検出した電力の入力値は、入力電力検出信号路４２を通して、定着制御回路２１へ送られる。

この例では、定着制御回路２１が電力制御部としてだけでなく、異常判定部としても働いて、入力電力検出装置４１が検出した入力値と上記電力指示値とを比較して、定着ローラ１の加熱に関する異常の有無を判定する。

この場合の具体的な制御のフローは、再び図８を用いて説明される。すなわち、定着制御回路２１は、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも高いか否かを判断して（Ｓ１１）、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも低い場合（Ｓ１１でＮＯ）は電力指示値を増加する（Ｓ１２）。これにより、インバータ回路１１から電磁誘導コイル３へ出力される電力値が増加して、定着ローラ１の表面温度が上昇する。一方、定着ローラ１の表面温度が目標温度よりも高い場合（Ｓ１１でＹＥＳ）は電力指示値を削減する（Ｓ１３）。これにより、インバータ回路１１から電磁誘導コイル３へ出力される電力値が低下して、定着ローラ１の表面温度が低下する。この後、定着制御回路２１が、入力電力検出装置４１が検出した入力値と上記電力指示値とを比較して、検出電力、つまり入力電力検出装置４１が検出した入力値が正常であるか否かを判定する（Ｓ１４）。これにより、定着ローラ１の加熱に関する異常の有無を判定する。

これにより、定着ローラ１の加熱に関する異常が発生したことを検出できる。したがって、そのような異常が発生したときは、異常処理（Ｓ１５）を行う（具体的には後述する。）。その結果、定着ローラ１を安定して加熱できるようになる。

図９は、上記定着制御回路２１による別の制御フローを示している。

この図９の制御フローでは、ステップＳ２１からＳ２３までは、図８中のステップＳ１１１からＳ１３までと同様に、定着制御回路２１が電力制御部として働いて、定着ローラ１の表面温度の制御を行う。その後、ステップＳ２４定着制御回路２１が異常判定部として働いて、温度検出センサ４からの検出信号と上記電力指示値とに基づいて、定着ローラ１の加熱に関する異常の有無を判定する。つまり、温度検出センサ４が検出した定着ローラ１の表面温度に対して、上記電力指示値が通常取りうる範囲（予め定められている範囲）内にあるか、かけ離れているかを判断する。

これにより、定着ローラ１の加熱に関する異常が発生したことを検出できる。したがって、そのような異常が発生したときは、異常処理（Ｓ２５）を行う（具体的には後述する。）。その結果、定着ローラ１を安定して加熱できるようになる。

図１０は、ジャム処理後や部品交換後の上記定着制御回路２１による制御フローを示している。

この図１０の制御フローでは、定着制御回路２１は、まず必要な初期設定を行い（Ｓ３１）、電力指示値を設定するとともにインバータ回路１１をオンする（Ｓ３２）。その後、図８中のステップＳ１４に示したのと同様に、定着制御回路２１が、出力電力検出装置３１が検出した出力値と上記電力指示値とを比較して、検出電力、つまり出力電力検出装置３１が検出した出力値が正常であるか否かを判定する（Ｓ３３）。これにより、定着ローラ１の加熱に関する異常の有無を判定する。または、定着制御回路２１が、入力電力検出装置４１が検出した入力値と上記電力指示値とを比較して、検出電力、つまり入力電力検出装置４１が検出した入力値が正常であるか否かを判定する（Ｓ３３）。これにより、定着ローラ１の加熱に関する異常の有無を判定する。

これにより、ジャム処理のためにこの定着装置の部品が一時的に移動され復帰した時や部品交換が行われた時、つまり電磁誘導コイルと定着部材との間に位置ずれが生じている可能性がある時に、タイムリーに上記異常の有無を判定できる。したがって、そのような異常が発生したときは、タイムリーに異常処理（Ｓ３４）を行うことができる（具体的には後述する。）。その結果、定着ローラ１を安定して加熱できるようになる。

なお、図８中のステップＳ１４、図９中のステップＳ２４、図１０中のステップＳ３３で異常の有無の判定を行うとき、定着制御回路２１は上記電力指示値を最大幅で可変するのが望ましい。そのように、上記電力指示値を可変可能な範囲で最小値から最大値まで変化させることにより、異常の有無の判定精度を高めることができる。

図１３は、上記定着制御回路２１による、先に触れた異常処理（図８中のＳ１５、図９中のＳ２５、図１０中のＳ３４）の具体的な制御フローを示している。

この例では、定着制御回路２１が電力制御部、異常判定部としてだけでなく、位置調整部の一部としても働いて、上記異常処理として、電磁誘導コイル３と定着ローラ１との間の相対的な位置調整を行う。つまり、図１１、図１２に示した位置調整機構と定着制御回路２１とが位置調整部を構成する。

具体的には、この図１３の制御フローでは、定着制御回路２１は、まず、必要な初期設定を行う（Ｓ４１）。この初期設定には、この異常処理で使用される２つのメモリ（それぞれＭ１，Ｍ２と呼ぶ。）の値をゼロに初期化する処理が含まれる。次に、電力指示値を設定するとともにインバータ回路１１をオンする（Ｓ４２）。これにより、例えば図８に示した制御を開始する。これにより、電源１２からインバータ回路１１を介して電磁誘導コイル３へ電力が供給される。次に、定着制御回路２１は、図３中の出力電力検出装置３１または図４中の入力電力検出装置４２が現在検出している値（以下、これらの値を「検出値」と総称する。）を受けて、受けた検出値をメモリＭ１に記憶させる（図１３中のステップＳ４３）。次に、定着制御回路２１は、メモリＭ２の値がゼロであるか否かを確認する（Ｓ４４）。ここで、メモリＭ２の値がゼロであれば（Ｓ４４でＹＥＳ）、初回であると判断して、ステップＳ４７に進んでメモリＭ１の値をメモリＭ２に移して、ステップＳ４３へ戻る。この後、定着制御回路２１は、再び、出力電力検出装置３１または入力電力検出装置４２が現在検出している検出値を受けて、受けた検出値をメモリＭ１に記憶させる（Ｓ４３）。ここで、メモリＭ２の値がゼロでなければ（Ｓ４４でＮＯ）、２回目以降であると判断して、ステップＳ４５に進んでメモリＭ１の値とメモリＭ２の値との間の大小を比較する。ここで、メモリＭ１の値（今回の検出値）がメモリＭ２の値（前回の検出値）以上であれば（Ｓ４５でＮＯ）、まだ電磁誘導コイル３への供給電力を増大できる可能性があると判断して、ステップＳ４６に進んでモータ駆動処理を行う。このモータ駆動処理は、図１１中のモータ５１や図１２中のモータ６１，６２を個別にまたは同期して所定量だけ回転駆動して、定着ローラ１に対する電磁誘導コイル３の相対的な位置を周方向や長手方向に変化させる処理である。

この後、ステップＳ４７に進んでメモリＭ１の値をメモリＭ２に移して、ステップＳ４３へ戻る。つまり、メモリＭ２には常に前回の検出値が記憶される。

その後、ステップＳ４３で、定着制御回路２１は、再び、出力電力検出装置３１または入力電力検出装置４２が現在検出している検出値を受けて、受けた検出値をメモリＭ１に記憶させる。そして、ステップＳ４４を経てステップＳ４５に進んで、メモリＭ１の値とメモリＭ２の値との間の大小を比較する。ここで、メモリＭ１の値（今回の検出値）がメモリＭ２の値（前回の検出値）未満であれば（Ｓ４５でＹＥＳ）、もはや電磁誘導コイル３への供給電力を増大できる可能性がないと判断して、ステップＳ４８に進んでモータ駆動処理を行う。このモータ駆動処理は、図１１中のモータ５１や図１２中のモータ６１，６２を前回のモータ駆動（Ｓ４６）で回転駆動した量だけ逆に回転駆動して、定着ローラ１に対する電磁誘導コイル３の相対的な位置を前回の位置にもどす処理である。これにより、電磁誘導コイル３への供給電力が最大になるように、定着ローラ１に対する電磁誘導コイル３の相対的な位置を調整することができる。

このような電磁誘導コイル３と定着ローラ１との間の相対的な位置調整を行うことにより、部品を一時的に移動したり交換したとしても、定着ローラ１を安定して加熱できるようになる。

なお、電磁誘導コイル３と定着ローラ１との間の相対的な位置を調整するための位置調整機構としては、図１１、図１２に示したものに限られず、公知の様々な機構を採用することができる。また、電磁誘導コイル３を移動させる動力源は、モータ５１，６１，６２に限られるものではなく、例えば人力（手動）であっても良い。

また、上記電磁誘導コイル３と定着ローラ１との間の相対的な位置を調整するとき、より詳しくは定着制御回路２１が図１３の制御フローを実行する時、上記検出値、つまり出力電力検出装置３１または入力電力検出装置４２が検出した値を表示する表示部を備えるのが望ましい。これにより、メンテナンス担当者等は、上記位置の調整が正しく行われているかどうかを確認することができる。このような表示部としては、検出値を表示する表示パネルであっても良いし、検出値を表示する冶具等であっても良い。

この実施形態では、電磁誘導コイル３が電磁誘導によって定着ローラ１を直接加熱するものとしたが、これに限られるものではない。電磁誘導コイル３が電磁誘導による渦電流によって別の発熱部材を発熱させ、この発熱部材が熱を伝えて定着ローラ１を加熱するようになっていても良い。

この発明の定着装置は、電子写真プロセスによってシートにトナーを付着させるような画像形成装置の構成要素として好適に用いられる。つまり、画像形成装置が備える画像形成部が電子写真プロセスによってシートにトナーを付着させ、この発明の定着装置がシートにトナーを定着させる。既述のように、上記位置調整機構（図１１、図１２）と定着制御回路２１とが位置調整部として働いて、電磁誘導コイル３と定着ローラ１との間の相対的な位置を調整するので、定着装置の部品を一時的に移動したり交換したとしても、定着ローラ１を安定して加熱できる。その結果、上記画像形成装置では、定着を安定して行うことができる。

本発明の一実施形態の定着装置の機構部分の構成を示す図である。 図１の機構部分を制御するための本発明の基礎となる制御系のブロック構成を示す図である。 図１の機構部分を制御するための、一実施形態の制御系のブロック構成を示す図である。 図１の機構部分を制御するための、一実施形態の制御系のブロック構成を示す図である。 ジャム発生時に、電磁誘導コイルや定着ローラを残して、加圧ローラが取り外される態様を示す図である。 部品交換時に、電磁誘導コイルを残して、定着ローラや加圧ローラが取り外される態様を示す図である。 定着ローラの表面温度を制御する一般的な制御フローを示す図である。 図３または図４の制御系によって実行される異常検出ステップを含んだ制御フローを示す図である。 図３または図４の制御系によって実行される異常検出ステップを含んだ別の制御フローを示す図である。 図３または図４の制御系によってジャム処理後や部品交換後に異常検出を行う制御フローを示す図である。 定着ローラに対して電磁誘導コイルの周方向の位置調整を可能にする機構部分を示す図である。 定着ローラに対して電磁誘導コイル３長手方向の位置調整を可能にする機構部分を示す図である。 定着制御回路による異常処理の具体的な制御フローを示す図である。

符号の説明

１ 定着ローラ
２ 加圧ローラ
３ 電磁誘導コイル
４ 温度検出センサ
５ ニップ
１１ インバータ回路
１２ 商用電源
２１ 定着制御回路
３１ 出力電力検出装置
４１ 入力電力検出装置
５１，６１，６２ ステッピングモータ
５２ ギヤ
６３，６４ ウォームギヤ

Claims (8)

1. シートを通すニップを形成するように互いに圧接された定着部材および加圧部材と、
   上記定着部材を電磁誘導によって直接又は間接に加熱する電磁誘導コイルと、
   上記定着部材の温度を検出する温度検出部と、
   電源と上記電磁誘導コイルとの間に介挿され、出力すべき電力を表す電力指示値を含む制御信号を受けて動作するインバータ回路と、
   上記温度検出部からの検出信号に基づいて、上記定着部材の温度が目標温度になるように、上記インバータ回路に上記電力指示値を含む制御信号を与える電力制御部と、
   上記インバータ回路から上記電磁誘導コイルヘの電力または電流の出力値を検出する出力検出部と、
   上記出力検出部が検出した出力値が最大になるように、上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置を調整する位置調整部を備えたことを特徴とする定着装置。
2. シートを通すニップを形成するように互いに圧接された定着部材および加圧部材と、
   上記定着部材を電磁誘導によって直接又は間接に加熱する電磁誘導コイルと、
   上記定着部材の温度を検出する温度検出部と、
   電源と上記電磁誘導コイルとの間に介挿され、出力すべき電力を表す電力指示値を含む制御信号を受けて動作するインバータ回路と、
   上記温度検出部からの検出信号に基づいて、上記定着部材の温度が目標温度になるように、上記インバータ回路に上記電力指示値を含む制御信号を与える電力制御部と、
   上記電源から上記インバータ回路ヘの電力または電流の入力値を検出する入力検出部と、
   上記入力検出部が検出した入力値が最大になるように、上記電磁誘導コイルと上記定着部材との間の相対的な位置を調整する位置調整部を備えたことを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または２に記載の定着装置において、
   上記出力検出部または上記入力検出部が検出した値と上記電力指示値とを比較して、上記定着部材の加熱に関する異常の有無を判定する異常判定部を備え、
   上記位置調整部は、上記異常判定部が異常有りと判定したときに上記位置の調整を行うようになっていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項３に記載の定着装置において、
   上記異常判定部は、ジャム処理が行われたことを表す信号を検出したとき、上記異常の有無の判定を行うようになっていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項３に記載の定着装置において、
   上記異常判定部は、この定着装置の部品交換が行われたことを表す信号を検出したとき、上記異常の有無の判定を行うようになっていることを特徴とする定着装置。
6. 請求項３に記載の定着装置において、
   上記異常判定部が異常の有無の判定を行うとき、上記電力制御部は上記電力指示値を最大幅で可変するようになっていることを特徴とする定着装置。
7. 請求項１または２に記載の定着装置において、
   上記位置調整部が上記位置の調整を行うとき、上記出力検出部または上記入力検出部が検出した値を表示する表示部を備えたことを特徴とする定着装置。
8. シートにトナーを付着させる画像形成部と、
   請求項１または２に記載の定着装置と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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