JP2008129582A

JP2008129582A - Fixing device and control method of the same

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Publication number: JP2008129582A
Application number: JP2007257743A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kinouchi; 聡木野内; Osamu Takagi; 修高木; Yoshinori Tsueda; 義徳杖田; Tetsuo Kitamura; 哲生喜多村; Hiroshi Nakayama; 浩中山; Yohei Doi; 洋平土井; Kazuhiko Kikuchi; 和彦菊地; Masanori Takai; 正憲高井; Toyoyasu Kusaka; 豊康日下; Hisahiro Sone; 寿浩曽根
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2027-10-01
Also published as: JP4922117B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide excellent fixing performance and improve safety, by reducing a change in the temperature of a heat generating member, regardless of the size of the heat capacity of the heat generating member, in a fixing device of an induction heating system. <P>SOLUTION: A power value supplied to an induction heating coil 50 by an inverter circuit 71 is adjusted and controlled by control by a CPU 62. The power value supplied to the induction heating coil 50 by the inverter circuit 71 is ON-OFF controlled by a temperature comparator circuit 61, to cover the adjustment and control of the power value by the CPU 62. The temperature comparator circuit 61 is operated earlier than the CPU 62, as necessary. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される、誘導加熱方式を用いた、定着装置及び定着装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a fixing device using an induction heating method and a control method for the fixing device, which are mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.

近年電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用される誘導加熱方式の定着装置がある。この誘導加熱方式の定着装置は、誘導加熱コイルを用いて、定着装置の金属層に渦電流を発生させて定着装置を発熱させている。そして従来は、誘導加熱コイルに供給する電力をオン・オフ制御して定着装置の温度を一定に保持する装置がある。 In recent years, there are induction heating type fixing devices used in image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines and printers. In this induction heating type fixing device, an induction heating coil is used to generate an eddy current in the metal layer of the fixing device to cause the fixing device to generate heat. Conventionally, there is an apparatus that keeps the temperature of the fixing device constant by controlling on / off the power supplied to the induction heating coil.

但し、画像形成装置をクイックスタートしあるいは、消費エネルギーを節約する観点から、熱容量の小さい定着装置を用いる場合がある。このように熱容量の小さい定着装置の場合、誘導加熱コイルの供給電力をオン・オフ制御するのみでは、定着装置の温度変動が大きくなる。このため定着性能に悪影響を生じるおそれがある。そこで誘導加熱コイルの供給電力をより細かく制御するように、ＣＰＵを用いて、高電力側は、インバータ回路のスイッチング素子の制御をオン幅制御し、小電力側は、インバータ回路のスイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御して、誘導加熱コイルに供給する電力量を可変して、定着装置の温度をよりなめらかにするよう制御する装置もある（例えば特許文献１）。
日本特許特開２００２−２３１４２７号公報(（００８４）〜（０１０４）カラム、図１１) However, a fixing device having a small heat capacity may be used from the viewpoint of quick start of the image forming apparatus or saving energy consumption. In the case of such a fixing device having a small heat capacity, the temperature fluctuation of the fixing device increases only by controlling on / off of the power supplied to the induction heating coil. For this reason, the fixing performance may be adversely affected. Therefore, in order to control the power supplied to the induction heating coil more finely, using the CPU, the high power side controls the switching width of the switching element of the inverter circuit, and the small power side turns on the switching element of the inverter circuit. There is also a device that performs control to make the temperature of the fixing device smoother by varying the amount of power supplied to the induction heating coil by performing -OFF control (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-231427 ((0084) to (0104) column, FIG. 11)

しかしながら特許文献１では、電力を平均化するために、小電力についてスイッチング素子をＯＮ−ＯＦＦ制御するものであり、誘導加熱コイルへの供給電力は、あくまでも電力を可変して行っている。このため、ＣＰＵの処理速度によっては、瞬時に供給電力を調整制御できない恐れがある。この様な制御遅れにより、定着装置の温度リップルが拡大し、更にはオーバーシュートを生じるおそれがある。定着装置がオーバーシュートすると、高温オフセットを原因とする画質の劣化を生じる可能性がある。更には、ＣＰＵが制御不能になるおそれもあり、安全上十分とはいえない。 However, in Patent Document 1, in order to average the power, the switching element is ON / OFF-controlled with respect to a small power, and the power supplied to the induction heating coil is varied to the last. For this reason, depending on the processing speed of the CPU, there is a possibility that the supplied power cannot be instantaneously adjusted and controlled. Due to such a control delay, the temperature ripple of the fixing device may be expanded, and further an overshoot may occur. When the fixing device overshoots, there is a possibility that the image quality is deteriorated due to the high temperature offset. Furthermore, there is a possibility that the CPU may become uncontrollable, which is not sufficient for safety.

このため、誘導加熱方式の定着装置において、誘導加熱コイルへの供給電力を調整制御して、熱容量の小さい定着装置であっても、均一な定着温度を保持し、高画質の定着画像を得る画像形成装置の定着装置の開発が望まれる。しかも十分な安全性を得て、信頼性の高い画像形成装置の定着装置の開発が望まれる。 For this reason, in an induction heating type fixing device, the power supplied to the induction heating coil is adjusted and controlled to maintain a uniform fixing temperature and obtain a high-quality fixed image even in a fixing device with a small heat capacity. Development of a fixing device for a forming apparatus is desired. In addition, it is desired to develop a fixing device for an image forming apparatus having sufficient safety and high reliability.

そこで本発明は上記課題を解決するものであり、発熱部材の熱容量の大きさにかかわらず、発熱部材の温度変動を低減し、定着性能を向上して高画質を得るとともに、安全性の高い定着装置及び定着装置の制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and regardless of the heat capacity of the heat generating member, the temperature variation of the heat generating member is reduced, fixing performance is improved, high image quality is obtained, and high safety fixing is achieved. It is an object of the present invention to provide a control method for an apparatus and a fixing device.

本発明は上記課題を解決するための手段として、金属導電層を有する発熱部材と、前記発熱部材の周囲に配置される誘導電流発生コイルと、前記誘導電流発生コイルに電力を出力する電力供給部と、前記発熱部材の周囲に配置される温度センサと、第１の基準温度と前記温度センサの検知結果とを比較して前記電力供給部の出力を調整する制御部と、第２の基準温度と前記温度センサの検知結果とを比較して前記電力供給部をオンしあるいはオフするオン・オフ部とを有するものである。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a heat generating member having a metal conductive layer, an induced current generating coil disposed around the heat generating member, and a power supply unit that outputs power to the induced current generating coil. A temperature sensor disposed around the heat generating member, a control unit that compares the first reference temperature and the detection result of the temperature sensor to adjust the output of the power supply unit, and a second reference temperature And an on / off unit that turns on or off the power supply unit by comparing the detection result of the temperature sensor.

本発明によれば、発熱部材をより適した電力量でより高精度に温度制御出来、発熱部材の表面温度を一定温度に容易に保持して、定着性能向上及び電力の節約を得る。且つ制御遅れを防止して、発熱部材の温度制御の安全性を高めることが出来る。 According to the present invention, the temperature of the heat generating member can be controlled more accurately with a more suitable amount of electric power, and the surface temperature of the heat generating member can be easily maintained at a constant temperature to improve the fixing performance and save power. In addition, control delay can be prevented, and the temperature control safety of the heat generating member can be enhanced.

以下この発明の実施例について図１乃至図９を参照して詳細に説明する。図１はこの発明の実施例の画像形成装置１を示す概略構成図である。画像形成装置１は、原稿を読み取るスキャナ部６及び、画像を形成するプリンタ部２並びにシート紙Ｐを供給する給紙部３を備えている。スキャナ部６は、上面に設けられる自動原稿送り装置４により供給される原稿を読み取り、読み取った画像情報を、アナログ信号に変換する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 includes a scanner unit 6 that reads a document, a printer unit 2 that forms an image, and a sheet feeding unit 3 that supplies sheet paper P. The scanner unit 6 reads a document supplied by an automatic document feeder 4 provided on the upper surface, and converts the read image information into an analog signal.

プリンタ部２は、矢印ｑ方向に回転される転写ベルト１０ａに沿って、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋがタンデムに並べられた画像形成ユニット１０を備える。更に画像形成ユニット１０は、各色の画像形成ステーション１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに画像情報に応じたレーザビームを照射するレーザ露光装置１９を備える。更にプリンタ部２は、定着装置１１、排紙ローラ４０を備え、定着後のシート紙Ｐを排紙部５に搬送する排紙搬送路４１を有している。 The printer unit 2 performs image forming stations 18Y, 18M, 18C for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) along the transfer belt 10a rotated in the direction of the arrow q. The image forming unit 10 is arranged in 18K in tandem. Further, the image forming unit 10 includes a laser exposure device 19 that irradiates the photosensitive drums 12Y, 12M, 12C, and 12K of the image forming stations 18Y, 18M, 18C, and 18K of the respective colors with laser beams according to image information. Further, the printer unit 2 includes a fixing device 11 and a paper discharge roller 40, and includes a paper discharge conveyance path 41 that conveys the fixed sheet paper P to the paper discharge unit 5.

画像形成ユニット１０のイエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙは、矢印ｒ方向に回転する感光体ドラム１２Ｙの周囲に、帯電器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、転写ローラ１５Ｙ、クリーナ１６Ｙ、除電器１７Ｙを配置してなっている。マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙと同様の構成とされる。 In the yellow (Y) image forming station 18Y of the image forming unit 10, a charger 13Y, a developing device 14Y, a transfer roller 15Y, a cleaner 16Y, and a static eliminator 17Y are arranged around the photosensitive drum 12Y rotating in the direction of arrow r. It has become. The magenta (M), cyan (C), and black (K) image forming stations 18M, 18C, and 18K have the same configuration as the yellow (Y) image forming station 18Y.

給紙部３は第１及び第２の給紙カセット３ａ、３ｂを備える。給紙カセット３ａ、３ｂから、画像形成ユニット１０に至るシート紙Ｐの搬送路７には、給紙カセット３ａ、３ｂからシート紙Ｐを取り出すピックアップローラ７ａ、７ｂ、分離搬送ローラ７ｃ、７ｄ、搬送ローラ７ｅ及びレジストローラ８が設けられる。 The paper feed unit 3 includes first and second paper feed cassettes 3a and 3b. In the conveyance path 7 of the sheet paper P from the paper feed cassettes 3a and 3b to the image forming unit 10, pickup rollers 7a and 7b for taking out the sheet paper P from the paper feed cassettes 3a and 3b, separation conveyance rollers 7c and 7d, conveyance A roller 7e and a registration roller 8 are provided.

プリント操作開始により、プリンタ部２のイエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙでは、感光体ドラム１２Ｙが矢印ｒ方向に回転され、帯電器１３Ｙにより一様に帯電される。次いで感光体ドラム１２Ｙは、レーザ露光装置１９により、スキャナ部６で読取ったイエロの画像情報に対応する露光々を照射され静電潜像を形成される。この後感光体ドラム１２Ｙは現像装置１４Ｙによりトナーを供給され、感光体ドラム１２Ｙ上にイエロ（Ｙ）のトナー像が形成される。このイエロ（Ｙ）のトナー像は、転写ローラ１５Ｙ位置で、転写ベルト１０ａ上を矢印ｑ方向に搬送されるシート紙Ｐに転写される。トナー像を転写終了後、感光体ドラム１２Ｙはクリーナ１６Ｙにより残留トナーをクリーニングされ、除電器１７Ｙにより感光体ドラム１２Ｙ表面を除電され、次のプリント可能とされる。 When the printing operation is started, in the yellow (Y) image forming station 18Y of the printer unit 2, the photosensitive drum 12Y is rotated in the direction of the arrow r and is uniformly charged by the charger 13Y. Next, the photosensitive drum 12Y is irradiated with exposure corresponding to the yellow image information read by the scanner unit 6 by the laser exposure device 19 to form an electrostatic latent image. Thereafter, toner is supplied to the photosensitive drum 12Y by the developing device 14Y, and a yellow (Y) toner image is formed on the photosensitive drum 12Y. This yellow (Y) toner image is transferred to the sheet paper P conveyed in the direction of arrow q on the transfer belt 10a at the position of the transfer roller 15Y. After the transfer of the toner image, the photosensitive drum 12Y is cleaned of residual toner by the cleaner 16Y, the surface of the photosensitive drum 12Y is discharged by the charge eliminator 17Y, and the next printing can be performed.

マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋにおいても、イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙと同様にして、トナー像を形成する。画像形成ステーション１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋで形成された各色のトナー像は、各転写ローラ１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ位置にて、イエロのトナー像を形成されたシート紙Ｐに順次転写される。このようにしてカラートナー像を形成されたシート紙Ｐは、定着装置１１により加熱加圧定着されプリント画像を完成され排紙部５に排紙される。 In the magenta (M), cyan (C), and black (K) image forming stations 18M, 18C, and 18K, toner images are formed in the same manner as the yellow (Y) image forming station 18Y. The toner images of the respective colors formed by the image forming stations 18M, 18C, and 18K are sequentially transferred to the sheet paper P on which the yellow toner image is formed at the positions of the transfer rollers 15M, 15C, and 15K. The sheet paper P on which the color toner image has been formed in this way is heated and pressed and fixed by the fixing device 11 to complete the print image and discharged to the paper discharge unit 5.

次に定着装置１１について述べる。図２は、定着装置１１を示す概略構成図である。定着装置１１は、発熱部材であるヒートローラ２０とプレスローラ３０を有する。ヒートローラ２０とプレスローラ３０はそれぞれ直径４０ｍｍとされる。ヒートローラ２０は、定着モータ３６により矢印ｓ方向に駆動される。プレスローラ３０は、スプリング４４を有する加圧機構によりヒートローラ２０に加圧接触される。これによりヒートローラ２０及びプレスローラ３０間に一定幅のニップ３７が形成される。プレスローラ３０は、ヒートローラ２０に従動して矢印ｔ方向に回転される。 Next, the fixing device 11 will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the fixing device 11. The fixing device 11 includes a heat roller 20 and a press roller 30 that are heat generating members. The heat roller 20 and the press roller 30 each have a diameter of 40 mm. The heat roller 20 is driven in the arrow s direction by the fixing motor 36. The press roller 30 is brought into pressure contact with the heat roller 20 by a pressure mechanism having a spring 44. As a result, a nip 37 having a constant width is formed between the heat roller 20 and the press roller 30. The press roller 30 is rotated in the arrow t direction following the heat roller 20.

ヒートローラ２０は、芯金２０ａの周囲に厚さ５ｍｍの発泡ゴム(スポンジ）２０ｂ、ニッケル（Ｎｉ）からなる厚さ４０μｍの金属導電層２０ｃ、厚さ２００μｍのソリッドゴム層２０ｄ及び、厚さ３０μｍの離型層２０ｅを有している。金属導電層２０ｃは、ニッケルに限らず、ステンレス、アルミニウム、あるいはステンレスとアルミニウムの複合材等であっても良い。金属導電層２０ｃ、ソリッドゴム層２０ｄ及び、離型層２０ｅは、これ等を一体として、発泡ゴム(スポンジ）２０ｂに接着しないで、発泡ゴム(スポンジ）２０ｂに対してスライド可能となるように構成しても良い。 The heat roller 20 includes a foam rubber (sponge) 20b having a thickness of 5 mm, a metal conductive layer 20c having a thickness of 40 μm made of nickel (Ni), a solid rubber layer 20d having a thickness of 200 μm, and a thickness of 30 μm. The release layer 20e is provided. The metal conductive layer 20c is not limited to nickel, and may be stainless steel, aluminum, a composite material of stainless steel and aluminum, or the like. The metal conductive layer 20c, the solid rubber layer 20d, and the release layer 20e are configured so as to be slidable with respect to the foam rubber (sponge) 20b without being bonded to the foam rubber (sponge) 20b. You may do it.

プレスローラ３０は、芯金３０ａ周囲に、シリコンゴム層３０ｂ及び、離型層３０ｄを被覆して構成される。 The press roller 30 is configured by covering a core metal 30a with a silicon rubber layer 30b and a release layer 30d.

更にヒートローラ２０の外周には、剥離爪５４、誘導電流発生コイルである誘導加熱コイル５０、温度センサであるサーモパイル式の赤外線センサ５６及び、サーモスタット５７が設けられる。剥離爪５４は、定着後のシート紙Ｐがヒートローラ２０に巻きつくのを防止する。剥離爪５４は、接触式あるいは非接触式のいずれであっても良い。誘導加熱コイル５０は、ヒートローラ２０の外周に所定のギャップを介して設けられ、ヒートローラ２０の金属導電層２０ｃを発熱させる。赤外線センサ５６は、非接触でヒートローラ２０のほぼ中央部の表面温度を検出し電圧に変換する。サーモスタット５７は、ヒートローラ２０の表面温度の異常を検知して、誘導加熱コイル５０への電力供給を強制的にオフする。サーモスタット５７は、例えば後述するＣＰＵ６２の暴走等によりヒートローラ２０の表面温度が上昇し、あらかじめ設定された第３の基準温度に達した場合に、誘導加熱コイル５０への電力供給を強制的にオフする。 Further, on the outer periphery of the heat roller 20, a peeling claw 54, an induction heating coil 50 that is an induction current generating coil, a thermopile infrared sensor 56 that is a temperature sensor, and a thermostat 57 are provided. The peeling claw 54 prevents the sheet paper P after fixing from being wrapped around the heat roller 20. The peeling claw 54 may be either a contact type or a non-contact type. The induction heating coil 50 is provided on the outer periphery of the heat roller 20 via a predetermined gap, and causes the metal conductive layer 20c of the heat roller 20 to generate heat. The infrared sensor 56 detects the surface temperature of the substantially central portion of the heat roller 20 in a non-contact manner and converts it into a voltage. The thermostat 57 detects an abnormality in the surface temperature of the heat roller 20 and forcibly turns off the power supply to the induction heating coil 50. The thermostat 57 forcibly turns off the power supply to the induction heating coil 50 when the surface temperature of the heat roller 20 rises due to, for example, the runaway of the CPU 62 described later and reaches a preset third reference temperature. To do.

誘導加熱コイル５０は、ヒートローラ２０と略同軸形状を有し、ヒートローラ２０に磁束を集中させるための磁性体コア５２に線材を周回して形成されている。線材として、例えば耐熱性のポリアミドイミドで被覆して、お互いに絶縁された銅線材を複数本束ねて構成されるリッツ線を用いている。線材をリッツ線とすることにより、線材の径を磁界の浸透深さより小さくすることが出来る。これにより線材に高周波電流を有効に流すことが可能になる。本実施例においては、直径０．５ｍｍの銅線材を１９本束ねてリッツ線としている。 The induction heating coil 50 has a substantially coaxial shape with the heat roller 20 and is formed by winding a wire around a magnetic core 52 for concentrating the magnetic flux on the heat roller 20. As the wire, for example, a litz wire formed by bundling a plurality of copper wires covered with heat-resistant polyamideimide and insulated from each other is used. By using a litz wire as the wire, the diameter of the wire can be made smaller than the penetration depth of the magnetic field. Thereby, it becomes possible to flow a high-frequency current through the wire effectively. In this embodiment, 19 copper wires having a diameter of 0.5 mm are bundled to form a litz wire.

この様なリッツ線に所定の高周波電流を供給すると、誘導加熱コイル５０は磁束を発生する。この磁束により、金属導電層２０ｃに、磁界の変化を妨げるように渦電流を発生させる。この渦電流と金属導電層２０ｃの抵抗値によりジュール熱が発生して、ヒートローラ２０は瞬時に発熱される。 When a predetermined high-frequency current is supplied to such a litz wire, the induction heating coil 50 generates a magnetic flux. Due to this magnetic flux, an eddy current is generated in the metal conductive layer 20c so as to prevent a change in the magnetic field. Joule heat is generated by the eddy current and the resistance value of the metal conductive layer 20c, and the heat roller 20 generates heat instantaneously.

次にヒートローラ２０を発熱させる誘導加熱コイル５０の制御系７０について図３を参照して述べる。制御系７０は、二次側７０ａに、温度比較回路６１及び、ＣＰＵ６２を有する。制御系７０は、一次側７０ｂに、電力供給部であり誘導加熱コイル５０に駆動電力を供給するインバータ回路７１、商用交流電源７６からの電流を整流してインバータ回路７１に供給する整流回路７２、コイル制御回路７３、整流回路７２の出力を検出して、電力が一定になるようにフィードバックする電力検出回路７４及びヒューズ７５を有する。 Next, the control system 70 of the induction heating coil 50 that generates heat from the heat roller 20 will be described with reference to FIG. The control system 70 includes a temperature comparison circuit 61 and a CPU 62 on the secondary side 70a. The control system 70 includes, on the primary side 70b, an inverter circuit 71 that supplies driving power to the induction heating coil 50 that is a power supply unit, a rectifier circuit 72 that rectifies current from the commercial AC power supply 76 and supplies the current to the inverter circuit 71, It has a power detection circuit 74 and a fuse 75 that detect the outputs of the coil control circuit 73 and the rectifier circuit 72 and feed back the power so that it is constant.

二次側７０ａの温度比較回路６１並びにＣＰＵ６２からの信号は、フォトカプラ６４を介して、一次側７０ｂのコイル制御回路７３に送信される。フォトカプラ６４を使用することにより、制御系７０の二次側７０ａと一次側７０ｂとを絶縁できる。 Signals from the temperature comparison circuit 61 and the CPU 62 on the secondary side 70a are transmitted to the coil control circuit 73 on the primary side 70b via the photocoupler 64. By using the photocoupler 64, the secondary side 70a and the primary side 70b of the control system 70 can be insulated.

温度比較回路６１からコイル制御回路７３には、インバータ回路７１による電力供給をオンあるいはオフするよう指示する信号を送る。ＣＰＵ６２からコイル制御回路７３には、インバータ回路７１からの電力供給を調整するよう指示する信号を送る。制御系７０の二次側７０ａからフォトカプラ６４に信号が送られると、フォトカプラ６４がオンすることで、コイル制御回路７３、更にインバータ回路７１が作動し、誘導加熱コイル５０に高周波電流が流され、電力値を調整され、更には高周波電力がオフされる。 A signal instructing to turn on or off the power supply by the inverter circuit 71 is sent from the temperature comparison circuit 61 to the coil control circuit 73. The CPU 62 sends a signal instructing the coil control circuit 73 to adjust the power supply from the inverter circuit 71. When a signal is sent from the secondary side 70 a of the control system 70 to the photocoupler 64, the photocoupler 64 is turned on, whereby the coil control circuit 73 and the inverter circuit 71 are operated, and a high-frequency current flows through the induction heating coil 50. Then, the power value is adjusted, and furthermore, the high frequency power is turned off.

温度比較回路６１は、ＣＰＵ６２による誘導加熱コイル５０への出力値が、調整可能な最低出力値になっても、ヒートローラ２０が、第２の基準温度を超えてしまった場合に作動する。温度比較回路６１は、図４に示すように、基準値入力端子４２から入力される第２の基準温度に相当する基準電圧と、測定値入力端子４３から入力される赤外線センサ５６の検知結果に相当する検知電圧とを比較するコンパレータ４５を有する。コンパレータ４５で、検知電圧が基準電圧を超えた場合、温度比較回路６１は、フォトカプラ６４にオフ信号を送る。コンパレータ４５で、検知電圧が基準電圧未満の場合、温度比較回路６１は、フォトカプラ６４へのオン信号を出力する。第２の基準温度は、変動可能であり、例えば後述する第１の基準温度との相対的な関係に従い設定される。 The temperature comparison circuit 61 operates when the heat roller 20 exceeds the second reference temperature even if the output value of the CPU 62 to the induction heating coil 50 becomes the lowest adjustable output value. As shown in FIG. 4, the temperature comparison circuit 61 uses the reference voltage corresponding to the second reference temperature input from the reference value input terminal 42 and the detection result of the infrared sensor 56 input from the measurement value input terminal 43. It has a comparator 45 that compares the corresponding detection voltage. When the detected voltage exceeds the reference voltage in the comparator 45, the temperature comparison circuit 61 sends an off signal to the photocoupler 64. When the detected voltage is less than the reference voltage in the comparator 45, the temperature comparison circuit 61 outputs an ON signal to the photocoupler 64. The second reference temperature can vary, and is set, for example, according to a relative relationship with a first reference temperature described later.

ＣＰＵ６２は、画像形成装置１全体を制御すると共に、フォトカプラ６４に送る信号のビット値を変えることで、インバータ回路７１が誘導加熱コイル５０に供給する高周波電力を調整するよう、コイル制御回路７３に指示する。コイル制御回路７３は、赤外線センサ５６の検出結果に応じてインバータ回路７１により誘導加熱コイル５０に供給する電力である高周波電力をフィードバック制御する。ＣＰＵ６２は、第１の基準温度と、赤外線センサ５６の検知結果とを比較して、フォトカプラ６４へ送る信号を制御する。第１の基準温度は、定着装置１１の各種モード時のヒートローラ２０の制御温度に応じて、予め、複数設定される。 The CPU 62 controls the entire image forming apparatus 1 and changes the bit value of the signal sent to the photocoupler 64 to change the high frequency power supplied from the inverter circuit 71 to the induction heating coil 50 to the coil control circuit 73. Instruct. The coil control circuit 73 feedback-controls high-frequency power that is power supplied to the induction heating coil 50 by the inverter circuit 71 according to the detection result of the infrared sensor 56. The CPU 62 controls the signal sent to the photocoupler 64 by comparing the first reference temperature and the detection result of the infrared sensor 56. A plurality of first reference temperatures are set in advance according to the control temperature of the heat roller 20 in various modes of the fixing device 11.

赤外線センサ５６の検知結果が第１の基準温度未満の場合、ＣＰＵ６２は、誘導加熱コイル５０に供給する電力を増加するよう制御する。赤外線センサ５６の検知結果が第１の基準温度より大きい場合、ＣＰＵ６２は、誘導加熱コイル５０に供給する電力を低減するよう制御する。ＣＰＵ６２は、第１〜第３の基準温度等を記憶するメモリ６２ａを有する。 When the detection result of the infrared sensor 56 is lower than the first reference temperature, the CPU 62 controls to increase the power supplied to the induction heating coil 50. When the detection result of the infrared sensor 56 is higher than the first reference temperature, the CPU 62 controls to reduce the power supplied to the induction heating coil 50. The CPU 62 includes a memory 62a that stores first to third reference temperatures and the like.

インバータ回路７１は、例えば図５に示す、準Ｅ級インバータ回路７１ａあるいは、図６に示す、ハーフブリッジインバータ回路７１ｂ等を用いることが可能である。本実施例で、例えばハーフブリッジインバータ回路７１ｂを用いた場合、商用交流電源７６をダイオードブリッジからなる整流回路７２で整流する。整流した電流の駆動周波数を、ハーフブリッジインバータ回路７１ｂにより、変動する。ハーフブリッジインバータ回路７１ｂは、ＣＰＵ６２から信号を受けたコイル制御回路７３により駆動されるドライバ８４により制御される。 As the inverter circuit 71, for example, a quasi-E class inverter circuit 71a shown in FIG. 5 or a half-bridge inverter circuit 71b shown in FIG. 6 can be used. In this embodiment, for example, when a half-bridge inverter circuit 71b is used, the commercial AC power supply 76 is rectified by a rectifier circuit 72 formed of a diode bridge. The drive frequency of the rectified current is changed by the half bridge inverter circuit 71b. The half-bridge inverter circuit 71 b is controlled by a driver 84 that is driven by a coil control circuit 73 that receives a signal from the CPU 62.

即ちドライバ８４により、２個の直列に接続されたスイッチングトランジスタ８２、８３を交互に通電する。これにより直列共振回路の誘導加熱コイル５０と、共振コンデンサ８６に高周波電流を供給する。高周波電流の動作周波数は、商用交流電源７６から整流回路７２にいたる間の電流を検知するカレントトランス８７の電流値がＣＰＵ６２に指示された電流値となるよう、スイッチングトランジスタ８２、８３のオン・オフ時間を制御する。カレントトランス８７の電流値をＣＰＵ６２に指示された電流値と一致させることにより所望の動作周波数を得られる。これにより、誘導加熱コイル５０に供給する電力を所望の電力値に調整出来る。 That is, the driver 84 alternately energizes the two switching transistors 82 and 83 connected in series. Thereby, a high frequency current is supplied to the induction heating coil 50 of the series resonance circuit and the resonance capacitor 86. The operating frequency of the high-frequency current is such that the switching transistors 82 and 83 are turned on / off so that the current value of the current transformer 87 that detects the current from the commercial AC power supply 76 to the rectifier circuit 72 becomes the current value instructed by the CPU 62. Control the time. A desired operating frequency can be obtained by matching the current value of the current transformer 87 with the current value instructed by the CPU 62. Thereby, the electric power supplied to the induction heating coil 50 can be adjusted to a desired electric power value.

尚制御系７０の一次側７０ｂのインバータ回路７１として、図５に示すように、準Ｅ級インバータ回路７１ａを用いても良い。準Ｅ級インバータ回路７１ａは、単一のスイッチング素子７７のオン−オフ時間をコイル制御回路７３で制御して、誘導加熱コイル５０に供給する電流の駆動周波数を変動する。駆動周波数を変動することで、誘導加熱コイル５０に供給する電力を調整可能となる。 As the inverter circuit 71 on the primary side 70b of the control system 70, a quasi-E class inverter circuit 71a may be used as shown in FIG. The quasi-E class inverter circuit 71 a controls the on / off time of the single switching element 77 by the coil control circuit 73 to vary the drive frequency of the current supplied to the induction heating coil 50. By varying the drive frequency, the power supplied to the induction heating coil 50 can be adjusted.

次に、制御系７０による、ヒートローラ２０の温度制御及び、基準温度の設定について述べる。画像形成装置１の待機モードにおいては、第１の基準温度であるヒートローラ２０のローラ制御温度はＣＰＵ６２によりあらかじめ例えば１５０℃に設定される。この待機モード時、インバータ回路７１により誘導加熱コイル５０には５００Ｗの電力が供給される。又、画像形成装置１の定着モードにおいては、第１の基準温度であるヒートローラ２０のローラ制御温度は、ＣＰＵ６２によりあらかじめ例えば１７０℃に設定される。この定着モード時、インバータ回路７１により誘導加熱コイル５０には９００Ｗの電力が供給される。 Next, temperature control of the heat roller 20 by the control system 70 and setting of the reference temperature will be described. In the standby mode of the image forming apparatus 1, the roller control temperature of the heat roller 20, which is the first reference temperature, is preset to, for example, 150 ° C. by the CPU 62. In this standby mode, the inverter circuit 71 supplies 500 W of power to the induction heating coil 50. Further, in the fixing mode of the image forming apparatus 1, the roller control temperature of the heat roller 20 that is the first reference temperature is set in advance to, for example, 170 ° C. by the CPU 62. In this fixing mode, the inverter circuit 71 supplies 900 W of power to the induction heating coil 50.

電源投入によりウォーミングアップが開始されると、誘導加熱コイル５０には、インバータ回路７１により、先ず例えば９００Ｗの電力が供給される。これによりヒートローラ２０が制御温度まで加熱されたら、その後、誘導加熱コイル５０には、インバータ回路７１により５００Ｗの電力が供給されることとなる。ヒートローラ２０が待機モードの制御温度に達すると、ＣＰＵ６２は、ヒートローラ２０が制御温度１５０℃を保持するように、赤外線センサ５６の検知結果に応じて、コイル制御回路７３を制御する。これによりインバータ回路７１は誘導加熱コイル５０に供給する電力値を調整する。又印刷命令により、画像形成装置１が定着モードになり、ヒートローラ２０が定着モードの制御温度に達すると、ＣＰＵ６２は、ヒートローラ２０が制御温度１７０℃を保持するように、赤外線センサ５６の検知結果に応じて、コイル制御回路７３を制御する。これによりインバータ回路７１は誘導加熱コイル５０に供給する電力値を調整する。 When warming up is started by turning on the power, the induction heating coil 50 is first supplied with, for example, 900 W of power by the inverter circuit 71. Thus, when the heat roller 20 is heated to the control temperature, 500 W of electric power is supplied to the induction heating coil 50 by the inverter circuit 71 thereafter. When the heat roller 20 reaches the control temperature of the standby mode, the CPU 62 controls the coil control circuit 73 according to the detection result of the infrared sensor 56 so that the heat roller 20 maintains the control temperature of 150 ° C. Thereby, the inverter circuit 71 adjusts the electric power value supplied to the induction heating coil 50. When the image forming apparatus 1 enters the fixing mode by the print command and the heat roller 20 reaches the control temperature of the fixing mode, the CPU 62 detects the infrared sensor 56 so that the heat roller 20 maintains the control temperature of 170 ° C. The coil control circuit 73 is controlled according to the result. Thereby, the inverter circuit 71 adjusts the electric power value supplied to the induction heating coil 50.

次にヒートローラ２０を第１の基準温度に保持するための温度制御について述べる。ヒートローラ２０の温度制御は、ＣＰＵ６２による誘導加熱コイル５０に供給する電力値の調整制御と、温度比較回路６１による誘導加熱コイル５０への電力のオン・オフ制御の２段階で行われる。いずれも赤外線センサ５６によりヒートローラ２０の表面温度を検知して、フィードバック制御する。 Next, temperature control for maintaining the heat roller 20 at the first reference temperature will be described. The temperature control of the heat roller 20 is performed in two stages, namely, adjustment control of the power value supplied to the induction heating coil 50 by the CPU 62 and on / off control of power to the induction heating coil 50 by the temperature comparison circuit 61. In either case, the infrared sensor 56 detects the surface temperature of the heat roller 20 and performs feedback control.

図７に、先ず温度比較回路６１の第２の基準温度を設定するためのフローチャートを示す。温度制御操作を開始すると、定着装置１１のモードに応じてメモリ６２ａから、第１の基準温度である制御温度を読み出す(ステップ１００）。定着装置１１が待機モードであれば、メモリ６２ａから制御温度１５０℃を読み出す一方、定着装置１１が定着モードであれば、制御温度１７０℃を読み出す。次いで赤外線センサ５６による、ヒートローラ２０の表面温度の検知結果に相当する検知電圧を獲得する(ステップ１０１）。 FIG. 7 shows a flowchart for setting the second reference temperature of the temperature comparison circuit 61 first. When the temperature control operation is started, the control temperature that is the first reference temperature is read from the memory 62a in accordance with the mode of the fixing device 11 (step 100). If the fixing device 11 is in the standby mode, the control temperature 150 ° C. is read from the memory 62a, while if the fixing device 11 is in the fixing mode, the control temperature 170 ° C. is read. Next, a detection voltage corresponding to the detection result of the surface temperature of the heat roller 20 by the infrared sensor 56 is acquired (step 101).

この後、後述する図８に示すフローチャートに従い、ＣＰＵ６２により、誘導加熱コイル５０に供給する電力値を設定する(ステップ１０２）。ステップ１０２で設定された電力値が、誘導加熱コイル５０への出力調整が可能な、最低限度である最低出力値(例えば２００Ｗ以下)で有るかを比較する(ステップ１０３）。設定された誘導加熱コイル５０に供給する電力値が、最低出力値であれば、ステップ１０４に進み第２の基準温度を、第１の基準温度と同じとなるように設定変更する。例えば定着モードの場合、第２の基準温度を、制御温度である１７０℃と同じ温度に設定変更する。この後図９に示す温度比較回路制御ルーチンに進む(ステップ１０６）。 Thereafter, the power value supplied to the induction heating coil 50 is set by the CPU 62 in accordance with a flowchart shown in FIG. 8 described later (step 102). It is compared whether the power value set in step 102 is the minimum output value (for example, 200 W or less) that is the minimum level at which the output to the induction heating coil 50 can be adjusted (step 103). If the power value supplied to the set induction heating coil 50 is the lowest output value, the process proceeds to step 104 and the second reference temperature is set and changed to be the same as the first reference temperature. For example, in the fixing mode, the second reference temperature is changed to the same temperature as the control temperature of 170 ° C. Thereafter, the routine proceeds to a temperature comparison circuit control routine shown in FIG. 9 (step 106).

これは後述するＣＰＵ６２による、供給電力の調整制御では、電力値が調整可能な最低出力値(例えば２００Ｗ以下）に達すると、それ以下には電力値を下げることができない、ということを考慮したものである。例えば、通常ヒートローラ２０の表面温度が、目標とする制御温度より高ければ、ＣＰＵ６２によるインバータ回路７１からの供給電力を徐々に低減することにより制御温度を保持する。但し供給電力を２００Ｗまで低減してもヒートローラ２０の表面温度が、目標とする制御温度を越えている場合には、電力値をこれ以上低減できず、電力値の調整による温度制御が不能となる。従ってこの様に電力値が調整可能な最低出力値に達している場合は、ＣＰＵ６２に代わって温度比較回路６１により温度制御を行う。このため、第２の基準温度を、制御温度である１７０℃と同じになるように設定変更しておき、ヒートローラ２０の表面温度が１７０℃に達したら、直ちに温度比較回路６１により、インバータ回路７１をオフ制御する。この様にすることによりヒートローラ２０を、制御温度に保持する。 This is because the control of the supplied power by the CPU 62, which will be described later, takes into account that when the power value reaches the adjustable minimum output value (for example, 200 W or less), the power value cannot be lowered below that. It is. For example, if the surface temperature of the normal heat roller 20 is higher than the target control temperature, the control temperature is maintained by gradually reducing the power supplied from the inverter circuit 71 by the CPU 62. However, even if the power supply is reduced to 200 W, if the surface temperature of the heat roller 20 exceeds the target control temperature, the power value cannot be further reduced, and temperature control by adjusting the power value is impossible. Become. Therefore, when the power value has reached the minimum adjustable output value, the temperature comparison circuit 61 performs temperature control instead of the CPU 62. For this reason, the second reference temperature is set and changed so as to be the same as the control temperature of 170 ° C. When the surface temperature of the heat roller 20 reaches 170 ° C., the temperature comparison circuit 61 immediately uses the inverter circuit. 71 is turned off. In this way, the heat roller 20 is kept at the control temperature.

一方図７のステップ１０３で、設定された電力値が、最低出力値で無ければ、ステップ１０７に進み第２の基準温度を、（第１の基準温度＋２０℃）となるように設定する。即ち例えば定着モードの場合、通常は第２の基準温度は、制御温度より２０℃高い１９０℃に設定される。この後図９に示す温度比較回路制御ルーチンに進む(ステップ１０８）。 On the other hand, if the set power value is not the lowest output value in step 103 of FIG. 7, the process proceeds to step 107 and the second reference temperature is set to be (first reference temperature + 20 ° C.). That is, for example, in the fixing mode, the second reference temperature is normally set to 190 ° C., which is 20 ° C. higher than the control temperature. Thereafter, the routine proceeds to a temperature comparison circuit control routine shown in FIG. 9 (step 108).

これは、ヒートローラ２０の温度制御を、先ずは後述するＣＰＵ６２の、供給電力の調整制御により行うためである。即ち温度比較回路６１による制御は、ＣＰＵ６２によるヒートローラ２０の温度制御が十分でない場合に、次にとる制御手段としている。このため、ＣＰＵ６２の制御に先立ち、温度比較回路６１が先に作動しないように、第２の基準温度を、制御温度より２０℃高く設定する。尚この実施例にて、通常設定される第２の基準温度（例えば１９０℃）は、トナー定着時に画像性能に問題を生じる事のない、温度の上限値としている。第２の基準温度をこのように設定すれば、ＣＰＵ６２により温度調整制御可能な温度領域が広くなる。 This is because the temperature control of the heat roller 20 is first performed by adjusting the supply power of the CPU 62 described later. That is, the control by the temperature comparison circuit 61 is the next control means when the temperature control of the heat roller 20 by the CPU 62 is not sufficient. For this reason, prior to the control of the CPU 62, the second reference temperature is set 20 ° C. higher than the control temperature so that the temperature comparison circuit 61 does not operate first. In this embodiment, the second reference temperature that is normally set (for example, 190 ° C.) is the upper limit of the temperature that does not cause a problem in image performance during toner fixing. If the second reference temperature is set in this way, the temperature range in which the temperature adjustment control can be performed by the CPU 62 becomes wide.

次にヒートローラ２０を第１の基準温度に保持するための、ＣＰＵ６２による、インバータ回路７１の電力値の調整制御(ステップ１０２に相当）について述べる。図８に、フローチャートを示す。例えば定着モード時に、ヒートローラ２０を制御温度１７０℃に保持するよう、電力値調整制御ルーチンがスタートされる（ステップ１１０）。メモリ６２ａから、第１の基準温度である、定着モード時の制御温度(１７０℃）をＣＰＵ６２に入力する（ステップ１１１）。赤外線センサ５６からの検知結果を電圧として獲得する（ステップ１１２）。制御温度(１７０℃）と検知結果とを比較して（ステップ１１３）、検知結果が制御温度未満であればステップ１１４に進む。 Next, adjustment control (corresponding to step 102) of the power value of the inverter circuit 71 by the CPU 62 for maintaining the heat roller 20 at the first reference temperature will be described. FIG. 8 shows a flowchart. For example, in the fixing mode, the power value adjustment control routine is started so as to maintain the heat roller 20 at the control temperature of 170 ° C. (step 110). A control temperature (170 ° C.) in the fixing mode, which is the first reference temperature, is input from the memory 62a to the CPU 62 (step 111). The detection result from the infrared sensor 56 is acquired as a voltage (step 112). The control temperature (170 ° C.) is compared with the detection result (step 113). If the detection result is lower than the control temperature, the process proceeds to step 114.

ステップ１１４では、検知結果が、制御温度に対して、単位時間当たりどの位低下したかに応じて、インバータ回路７１から誘導加熱コイル５０に供給する電力値を設定する。例えば、ヒートローラ２０の表面温度が１秒間で５℃低下した場合には、供給電力を１００Ｗ増加するよう設定して、誘導加熱コイル５０に、１０００Ｗを供給するよう設定する。即ちＣＰＵ６２は、フォトカプラ６４を介して、一次側７０ｂのコイル制御回路７３に制御信号を送る。これによりコイル制御回路７３に駆動されるインバータ回路７１が、誘導加熱コイル５０に供給する電力を増加するよう調整制御され、誘導加熱コイル５０に１０００Ｗの電力が供給される（ステップ１１６）。この後ステップ１１２に戻り、ヒートローラ２０の温度制御を繰り返す。 In step 114, the power value supplied from the inverter circuit 71 to the induction heating coil 50 is set according to how much the detection result has decreased per unit time with respect to the control temperature. For example, when the surface temperature of the heat roller 20 decreases by 5 ° C. in one second, the power supply is set to increase by 100 W, and 1000 W is set to be supplied to the induction heating coil 50. That is, the CPU 62 sends a control signal to the coil control circuit 73 on the primary side 70b via the photocoupler 64. As a result, the inverter circuit 71 driven by the coil control circuit 73 is adjusted and controlled to increase the power supplied to the induction heating coil 50, and 1000 W of power is supplied to the induction heating coil 50 (step 116). Thereafter, the process returns to step 112 and the temperature control of the heat roller 20 is repeated.

ステップ１１３で、検知結果が制御温度より大きければステップ１１７に進む。ステップ１１７では、検知結果が、制御温度に対して、単位時間当たりどの位上昇したかに応じて、インバータ回路７１から誘導加熱コイル５０に供給する電力を設定する。例えば、ヒートローラ２０の表面温度が１秒間で１０℃上昇した場合には、供給電力を２００Ｗ低減するよう設定して、誘導加熱コイル５０に、７００Ｗを供給するよう設定する。ＣＰＵ６２は、フォトカプラ６４を介して、コイル制御回路７３に制御信号を送る。コイル制御回路７３に駆動されるインバータ回路７１が、誘導加熱コイル５０に供給する電力を低減するよう調整制御され、誘導加熱コイルに７００Ｗの電力が供給される（ステップ１１８）。この後ステップ１１２に戻り、ヒートローラ２０の温度制御を繰り返す。 If the detection result is larger than the control temperature in step 113, the process proceeds to step 117. In step 117, the electric power supplied from the inverter circuit 71 to the induction heating coil 50 is set according to how much the detection result has increased per unit time with respect to the control temperature. For example, when the surface temperature of the heat roller 20 increases by 10 ° C. in 1 second, the power supply is set to be reduced by 200 W, and 700 W is set to be supplied to the induction heating coil 50. The CPU 62 sends a control signal to the coil control circuit 73 via the photocoupler 64. The inverter circuit 71 driven by the coil control circuit 73 is adjusted and controlled to reduce the power supplied to the induction heating coil 50, and 700 W of power is supplied to the induction heating coil (step 118). Thereafter, the process returns to step 112 and the temperature control of the heat roller 20 is repeated.

即ちヒートローラ２０の制御温度のために、インバータ回路７１をオン・オフ制御するのではなく、インバータ回路７１の出力電圧を調整制御する。尚、画像形成装置１が待機モードの場合においても、同様にして、インバータ回路７１の出力値を調整制御する。但しこの実施例では、待機モードの時のヒートローラ２０の制御温度は１５０℃とされる。 That is, the output voltage of the inverter circuit 71 is adjusted and controlled instead of the on / off control of the inverter circuit 71 due to the control temperature of the heat roller 20. Even when the image forming apparatus 1 is in the standby mode, the output value of the inverter circuit 71 is adjusted and controlled in the same manner. However, in this embodiment, the control temperature of the heat roller 20 in the standby mode is 150 ° C.

尚、インバータ回路７１の調整制御は、ヒートローラ２０の温度変動率に応じて調整することに限定されない。例えば、ヒートローラ２０の表面温度が制御温度に到達した場合には供給電力を一定量低減する一方、制御温度より所定温度低下した場合には供給電力を一定量増加する、というように調整制御しても良い。 The adjustment control of the inverter circuit 71 is not limited to adjustment according to the temperature fluctuation rate of the heat roller 20. For example, adjustment control is performed such that when the surface temperature of the heat roller 20 reaches the control temperature, the supplied power is reduced by a certain amount, and when the temperature falls below the control temperature by a predetermined amount, the supplied power is increased by a certain amount. May be.

次にヒートローラ２０を第１の基準温度に保持するために、温度比較回路６１により、誘導加熱コイル５０に供給する電力をオン・オフ制御する場合について述べる。この温度比較回路６１による供給電力のオン・オフ制御は、ＣＰＵ６２による、供給電力値の調整制御を行っても、ヒートローラ２０の表面温度を制御しきれなかった場合に行う。これにより、ヒートローラ２０の温度リップルを低減して定着性向上を得ると共に、画像形成装置１の安全性を向上する。図９にフローチャートを示す。 Next, the case where the power supplied to the induction heating coil 50 is turned on / off by the temperature comparison circuit 61 in order to maintain the heat roller 20 at the first reference temperature will be described. The on / off control of the supplied power by the temperature comparison circuit 61 is performed when the surface temperature of the heat roller 20 cannot be controlled even if the supply power value adjustment control by the CPU 62 is performed. Thereby, the temperature ripple of the heat roller 20 is reduced to improve the fixability, and the safety of the image forming apparatus 1 is improved. FIG. 9 shows a flowchart.

図７のステップ１０４あるいはステップ１０７で設定された条件にて、温度比較回路制御ルーチンがスタートされる(ステップ１２０)。この時、ヒートローラ２０の表面温度が制御温度を超えていて、誘導加熱コイル５０に供給する電力値が、最低出力値まで低減されていたとする。この場合、例えば定着モード時であれば、第２の基準温度は、定着モード時の１７０℃と同じ温度に変更されている。一方、誘導加熱コイル５０に供給する電力値が、最低出力値より大きい場合には、第２の基準温度は、定着モード時の１７０℃＋２０℃＝１９０℃に設定される。この様な状態において赤外線センサ５６からの検知結果を電圧として獲得する（ステップ１２１）。 The temperature comparison circuit control routine is started under the conditions set in step 104 or step 107 in FIG. 7 (step 120). At this time, it is assumed that the surface temperature of the heat roller 20 exceeds the control temperature, and the power value supplied to the induction heating coil 50 is reduced to the minimum output value. In this case, for example, in the fixing mode, the second reference temperature is changed to the same temperature as 170 ° C. in the fixing mode. On the other hand, when the power value supplied to the induction heating coil 50 is larger than the minimum output value, the second reference temperature is set to 170 ° C. + 20 ° C. = 190 ° C. in the fixing mode. In such a state, the detection result from the infrared sensor 56 is acquired as a voltage (step 121).

次いでステップ１０４あるいはステップ１０７で設定された第２の基準温度と検知結果とを比較して(ステップ１２２）、検知結果が第２の基準温度より大きければステップ１２３に進む。ステップ１２３では、温度比較回路６１は、コイル制御回路７３にオフ信号を出力して、インバータ回路７１による誘導加熱コイル５０への電力供給をオフする。この後ステップ１２１に戻る(ステップ１２４）。 Next, the second reference temperature set in step 104 or 107 is compared with the detection result (step 122), and if the detection result is larger than the second reference temperature, the process proceeds to step 123. In step 123, the temperature comparison circuit 61 outputs an off signal to the coil control circuit 73 and turns off the power supply to the induction heating coil 50 by the inverter circuit 71. Thereafter, the process returns to step 121 (step 124).

即ちステップ１２３では、温度比較回路６１は、インバータ回路７１による誘導加熱コイル５０への電力供給をオフする。この温度比較回路６１による誘導加熱コイル５０への電力供給のオフ制御は、ＣＰＵ６２を介していないので、制御速度が速い。従って、ＣＰＵ６２による電力値調整制御速度が遅い時に、温度比較回路６１が作動することにより、ヒートローラ２０を迅速に温度制御でき、ヒートローラ２０の温度リップルを防止できる。 That is, in step 123, the temperature comparison circuit 61 turns off the power supply to the induction heating coil 50 by the inverter circuit 71. The power supply OFF control to the induction heating coil 50 by the temperature comparison circuit 61 does not go through the CPU 62, so the control speed is fast. Therefore, when the power value adjustment control speed by the CPU 62 is low, the temperature comparison circuit 61 is operated, whereby the temperature of the heat roller 20 can be quickly controlled, and the temperature ripple of the heat roller 20 can be prevented.

例えば熱容量が小さいヒートローラ２０にあっては、ヒートローラ２０表面の温度変動が急激となる。このため、ＣＰＵ６２による電力値調整の制御が遅いと、ヒートローラ２０は、目標とする制御温度を大きく超える恐れがある。この様な場合に、温度比較回路６１により、直ちに供給電力をオフ制御すれば、ヒートローラ２０の温度リップルを有効に防止出来る。この結果、良質の定着画像を得られる。又例えば、ＣＰＵ６２が別の動作を行っている間にあっては、ヒートローラ２０の温度制御のための処理速度が遅くなる場合がある。そしてＣＰＵ６２による処理速度が遅くなると、ヒートローラ２０は制御温度を超えるおそれがある。この様な場には、ヒートローラ２０が第２の基準温度に達すると、温度比較回路６１により、直ちに供給電力をオフ制御する。従って温度リップルを低減出来良質の定着画像を保持可能となる。 For example, in the heat roller 20 having a small heat capacity, the temperature fluctuation on the surface of the heat roller 20 becomes abrupt. For this reason, when the control of the power value adjustment by the CPU 62 is slow, the heat roller 20 may greatly exceed the target control temperature. In such a case, if the supplied power is immediately turned off by the temperature comparison circuit 61, the temperature ripple of the heat roller 20 can be effectively prevented. As a result, a good quality fixed image can be obtained. Further, for example, while the CPU 62 is performing another operation, the processing speed for temperature control of the heat roller 20 may be slow. And when the processing speed by CPU62 becomes slow, there exists a possibility that the heat roller 20 may exceed control temperature. In such a place, when the heat roller 20 reaches the second reference temperature, the temperature comparison circuit 61 immediately controls the supplied power to be turned off. Therefore, the temperature ripple can be reduced and a high-quality fixed image can be retained.

更には例えばＣＰＵ６２による電力値調整制御が不能となった場合でも、ヒートローラ２０が第２の基準温度に達すると、温度比較回路６１は、直ちに供給電力をオフ制御する。従って、ヒートローラ２０は異常温度まで加熱される恐れがない。しかも温度比較回路６１は、コンパレータ４５を用いるのみであることから、故障が極めて少なく、画像形成装置１の安全性をより確実に得ることとなる。 Further, for example, even when the power value adjustment control by the CPU 62 becomes impossible, when the heat roller 20 reaches the second reference temperature, the temperature comparison circuit 61 immediately controls the supplied power to be turned off. Therefore, the heat roller 20 is not likely to be heated to an abnormal temperature. Moreover, since the temperature comparison circuit 61 only uses the comparator 45, the failure is extremely small and the safety of the image forming apparatus 1 can be obtained more reliably.

一方ステップ１２２で、検知結果が第２の基準温度未満であればステップ１２６に進む。ステップ１２６では、温度比較回路６１は、コイル制御回路７３にオン信号を出力して、インバータ回路７１による誘導加熱コイル５０への電力供給をオンする。この後図７のステップ１００に戻る(ステップ１２７）。 On the other hand, if the detection result is lower than the second reference temperature in step 122, the process proceeds to step 126. In step 126, the temperature comparison circuit 61 outputs an on signal to the coil control circuit 73 and turns on the power supply to the induction heating coil 50 by the inverter circuit 71. Thereafter, the process returns to step 100 in FIG. 7 (step 127).

このようにＣＰＵ６２及び温度比較回路６１により、ヒートローラ２０の温度制御を行う間に、不具合により、インバータ回路７１の制御が不能となった場合は、サーモスタット５７が作動する。即ちヒートローラ２０の表面温度が第２の基準温度に達しても温度比較回路６１が作動せず、ヒートローラ２０の表面温度が第３の基準温度に達すると、サーモスタット５７は温度異常を検知して、インバータ回路７１を強制的にオフする。これにより、ヒートローラ２０は異常に発熱されることが無く、画像形成装置１の安全性のいっそうの向上を得られる。 As described above, when the temperature of the heat roller 20 is controlled by the CPU 62 and the temperature comparison circuit 61 and the inverter circuit 71 cannot be controlled due to a malfunction, the thermostat 57 operates. That is, even if the surface temperature of the heat roller 20 reaches the second reference temperature, the temperature comparison circuit 61 does not operate, and when the surface temperature of the heat roller 20 reaches the third reference temperature, the thermostat 57 detects a temperature abnormality. Thus, the inverter circuit 71 is forcibly turned off. Accordingly, the heat roller 20 is not abnormally heated, and the safety of the image forming apparatus 1 can be further improved.

この実施例の定着装置１１によれば、誘導加熱コイル５０の制御系７０は、ＣＰＵ６２制御により、インバータ回路７１による誘導加熱コイル５０に供給する電力値を調整制御している。従って、ヒートローラ２０をより適した電力量でより高精度に温度制御可能となる。これによりヒートローラ２０の表面温度をより温度リップルの少ない一定温度に容易に保持出来、定着性能の向上を図れ、更には電力の節約を得られる。 According to the fixing device 11 of this embodiment, the control system 70 of the induction heating coil 50 adjusts and controls the power value supplied to the induction heating coil 50 by the inverter circuit 71 under the control of the CPU 62. Therefore, it becomes possible to control the temperature of the heat roller 20 with a more appropriate amount of power and with higher accuracy. As a result, the surface temperature of the heat roller 20 can be easily maintained at a constant temperature with less temperature ripple, fixing performance can be improved, and power can be saved.

更に、誘導加熱コイル５０の制御系７０は、温度比較回路６１を備え、インバータ回路７１による誘導加熱コイル５０に供給する電力値をオン・オフ制御して、ＣＰＵ６２による電力値の調整制御をカバーしている。温度比較回路６１は、ヒートローラ２０の熱容量が小さい場合、あるいはＣＰＵ６２の制御速度が遅い場合等に、ＣＰＵ６２より先に作動する。この温度比較回路６１による迅速なオン・オフ制御により、ＣＰＵ６２の制御の遅れを原因とする温度リップルを防止でき、定着性能を良好に維持できる。しかも構造が簡単な温度比較回路６１は故障が少なく、ヒートローラ２０の温度制御の安全性を高めることが出来る。 Further, the control system 70 for the induction heating coil 50 includes a temperature comparison circuit 61, which controls on / off control of the power value supplied to the induction heating coil 50 by the inverter circuit 71, and covers adjustment control of the power value by the CPU 62. ing. The temperature comparison circuit 61 operates before the CPU 62 when the heat capacity of the heat roller 20 is small or when the control speed of the CPU 62 is low. The rapid ON / OFF control by the temperature comparison circuit 61 can prevent temperature ripple caused by a delay in the control of the CPU 62 and maintain good fixing performance. In addition, the temperature comparison circuit 61 having a simple structure is less likely to break down and can improve the safety of temperature control of the heat roller 20.

尚この発明は、上記実施例に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更可能である。例えば発熱部材の制御温度を含む第１〜第３の基準温度は、画像形成装置の性能、あるいは定着装置の特性等に応じて任意であるし、誘導電流発生コイルに供給する電力値も、定着装置の熱容量等に従い任意である。又、誘導加熱コイルは単体でなく、複数個に分割して、発熱部材の所定の領域をそれぞれに発熱させるようにしても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, the first to third reference temperatures including the control temperature of the heat generating member are arbitrary depending on the performance of the image forming apparatus or the characteristics of the fixing device, and the power value supplied to the induction current generating coil is also fixed. It is optional according to the heat capacity of the apparatus. Further, the induction heating coil may be divided into a plurality of parts, and a predetermined region of the heat generating member may be caused to generate heat.

例えば、図１０に示す変形例のように、第１の誘導加熱コイル１５０によりヒートローラ２０の中央部を発熱し、直列に接続される第２及び第３の誘導加熱コイル１５１、１５２によりヒートローラ２０の両側部を発熱しても良い。この変形例では、第１のセンサ１５７による検知結果をフィードバックして、ＣＰＵ６２と第１の温度比較回路１５４とで、第１の誘導加熱コイル１５０の電力制御を行う。又、第２のセンサ１５８による検知結果をフィードバックして、ＣＰＵ６２と第２の温度比較回路１５６とで、第２及び第３の誘導加熱コイル１５１、１５２の電力制御を行うこととなる。又このように複数の誘導加熱コイル１５０−１５２を用いる場合に、ヒートローラ２０の表面温度を全長にわたり均一にするために、ＣＰＵ６２は、第１及び第２のセンサ１５７、１５８の検知結果を比較して、ヒートローラ２０の表面温度が低い側の誘導加熱コイルに電力を供給するように制御する等も可能である。 For example, as in the modification shown in FIG. 10, the first induction heating coil 150 generates heat at the center of the heat roller 20, and the second and third induction heating coils 151 and 152 connected in series heat the heat roller. The both sides of 20 may generate heat. In this modification, the detection result by the first sensor 157 is fed back, and the power control of the first induction heating coil 150 is performed by the CPU 62 and the first temperature comparison circuit 154. Further, the detection result of the second sensor 158 is fed back, and the power control of the second and third induction heating coils 151 and 152 is performed by the CPU 62 and the second temperature comparison circuit 156. Further, when using a plurality of induction heating coils 150-152 in this way, the CPU 62 compares the detection results of the first and second sensors 157, 158 in order to make the surface temperature of the heat roller 20 uniform over the entire length. Then, it is possible to control the power supply to the induction heating coil on the side where the surface temperature of the heat roller 20 is low.

本発明の実施例の画像形成装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例の定着装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例の誘導加熱コイルの制御系を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the control system of the induction heating coil of the Example of this invention. 本発明の実施例の温度比較回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the temperature comparison circuit of the Example of this invention. 本発明の実施例の制御系の一部に準Ｅ級インバータ回路を用いる状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state which uses a semi- class E inverter circuit for a part of control system of the Example of this invention. 本発明の実施例の制御系の一部にハーフブリッジインバータ回路を用いる状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state which uses a half bridge inverter circuit for some control systems of the Example of this invention. 本発明の実施例の第２の基準温度を設定する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of setting the 2nd reference temperature of the Example of this invention. 本発明の実施例のＣＰＵによるヒートローラの温度制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows temperature control of the heat roller by CPU of the Example of this invention. 本発明の実施例の温度比較回路によるヒートローラの温度制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the temperature control of the heat roller by the temperature comparison circuit of the Example of this invention. 本発明の変形例の誘導加熱コイルの制御系を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the control system of the induction heating coil of the modification of this invention.

Explanation of symbols

１…画像形成装置
２…プリンタ部
１０…画像形成ユニット
１０ａ…転写ベルト
１１…定着装置
２０…ヒートローラ
２０ｃ…金属導電層
３０…プレスローラ
３６…定着モータ
４０…加圧機構
４４…スプリング
５０…誘導加熱コイル
５６…赤外線センサ
５７…サーモスタット
６１…温度比較回路
６２…ＣＰＵ
６２ａ…メモリ
６４…フォトカプラ
７０…制御系
７０ａ…二次側
７０ｂ…一次側
７１…インバータ回路
７１ｂ…ハーフブリッジインバータ回路
７３…コイル制御回路
７４…電力検出回路
８４…ドライバ
８７…カレントトランス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 2 ... Printer part 10 ... Image forming unit 10a ... Transfer belt 11 ... Fixing device 20 ... Heat roller 20c ... Metal conductive layer 30 ... Press roller 36 ... Fixing motor 40 ... Pressure mechanism 44 ... Spring 50 ... Induction Heating coil 56 ... Infrared sensor 57 ... Thermostat 61 ... Temperature comparison circuit 62 ... CPU
62a ... Memory 64 ... Photocoupler 70 ... Control system 70a ... Secondary side 70b ... Primary side 71 ... Inverter circuit 71b ... Half-bridge inverter circuit 73 ... Coil control circuit 74 ... Power detection circuit 84 ... Driver 87 ... Current transformer

Claims

A heat generating member having a metal conductive layer;
An induction current generating coil disposed around the heating member;
A power supply unit that outputs power to the induction current generating coil;
A temperature sensor disposed around the heating member;
A control unit that compares the first reference temperature and the detection result of the temperature sensor to adjust the output of the power supply unit;
A fixing device comprising: an on / off unit that turns on or off the power supply unit by comparing a second reference temperature with a detection result of the temperature sensor.

The fixing device according to claim 1, wherein the second reference temperature is set to be equal to or greater than the first reference temperature.

The fixing device according to claim 1, wherein the control unit varies the output of the power supply unit according to a difference between the first reference temperature and a detection result of the temperature sensor.

When the output of the power supply unit is the lowest adjustable limit output, if the detection result from the temperature sensor exceeds a predetermined temperature, the second reference temperature becomes the same as the first reference temperature. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is changed as follows.

Setting a first reference temperature for adjusting power supplied to the induction current generating coil around the heat generating member and a second reference temperature for turning on / off the power supplied to the induction current generating coil; ,
Comparing the first reference temperature with the temperature of the heating member;
From the comparison result between the first reference temperature and the temperature of the heating member, adjusting the power supplied to the induction current generating coil;
Comparing the second reference temperature with the temperature of the heating member;
And a step of turning on and off the power supplied to the induction current generating coil based on a comparison result between the second reference temperature and the temperature of the heat generating member.

6. The fixing device control method according to claim 5, wherein the second reference temperature is set to be equal to or higher than the first reference temperature.

When the power supplied to the induction current generating coil is the lowest adjustable output, and the temperature of the heating member exceeds a predetermined temperature, the second reference temperature is the same as the first reference temperature. The fixing device control method according to claim 5, wherein the fixing device control method is changed so as to be.