JP2015038582A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームアップ時間が短くユーザーの利便性の高い画像形成装置を提供する。
【解決手段】
画像形成装置は、コイルユニットを備えたコイルユニットにより加熱ローラー及び加熱ベルトを電磁誘導加熱する定着部を備えている。温度センサーは、定着部の温度を測定する。記憶部には、温度センサーにより測定された温度とコイルユニットの共振周波数との関係を示す温度周波数関係情報が記憶されている。駆動周波数初期設定部は、記憶部に記憶された温度周波数関係情報と、定着部への電源投入時に温度センサーにより測定された温度とにより、コイルユニットの駆動周波数の初期設定値を設定する。電力測定部は、設定された駆動周波数における定着部の消費電力を測定する。駆動周波数調整部は、電力測定部により測定された電力により、コイルユニットの駆動周波数を調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に定着手段を電磁誘導で加熱する画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来から、文書や画像を印刷可能な複合機（Multifunctional Peripheral, MFP）等の画像形成装置が存在する。
これらの画像形成装置では、トナー像が転写された記録紙を、定着手段により加熱してトナーを定着させることで画像形成を行う。この定着手段を加熱する方式として、電磁誘導加熱（Induction Heating, IH）を用いるものが存在する。

ここで、従来の電磁誘導加熱の方式として、特許文献１を参照すると、発振回路を備え当該発振回路の出力に基づいて一次側巻線を交流駆動して、一次側巻線に対向された二次側巻線に誘起された交流を直流に変換させて電力を伝送する無接点電力伝送装置において、前記発振回路を駆動周波数が可変な可変周波数発振回路により構成し、電源から一次側巻線に供給される入力電力を検出し入力電力が最大となる駆動周波数を探して当該駆動周波数で発振回路を動作させるようにした無接点電力伝送装置が開示されている。

特開２０１０−２２０７６号公報

しかしながら、特許文献１は充電器の技術であり、画像形成装置の定着部を電磁誘導で加熱することは想定されていなかった。
特許文献１の技術では、充電側の機器の位置ズレや部品のバラツキ等を考慮して共振周波数を時間をかけて探索する必要があり、画像形成装置に適用してもウォームアップ時間を短縮させることはできないという問題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、上述の問題点を解消する画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明の画像形成装置は、コイルユニットを用いて電磁誘導加熱する定着部を備えた画像形成装置において、前記定着部の温度を測定する温度センサーと、該温度センサーにより測定された前記定着部の温度と、前記コイルユニットの共振周波数との関係を示す温度周波数関係情報を記憶させた記憶部と、該記憶部に記憶された温度周波数関係情報と、前記定着部への電源投入時に前記温度センサーにより測定された温度とにより、前記コイルユニットの駆動周波数の初期設定値を設定する駆動周波数初期設定部と、該駆動周波数初期設定部により設定された駆動周波数における前記定着部の消費電力を測定する電力測定部と、該電力測定部により測定された電力により、前記コイルユニットの駆動周波数を調整する駆動周波数調整部とを備えることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、コイルユニットを用いて電磁誘導加熱する定着部を備えた画像形成装置による画像形成方法において、前記定着部の温度を測定し、測定された前記定着部の温度と前記コイルユニットの共振周波数との関係を示す温度周波数関係情報を記憶させ、記憶された温度周波数関係情報と、前記定着部への電源投入時に測定された温度とにより、前記コイルユニットの駆動周波数の初期設定値を設定し、設定された駆動周波数における前記定着部の消費電力を測定し、測定された電力により、前記コイルユニットの駆動周波数を調整することを特徴とする。

本発明によれば、測定された温度により、定着部の温度とコイルユニットの共振周波数との関係を示す温度周波数関係情報を参照して、最適な共振周波数にコイルユニットの駆動周波数を調整することで、速く効率的に定着部を加熱してウォームアップ時間を短縮させる画像形成装置を提供することができる。

本発明の画像形成装置の実施の形態に係る定着部のシステム構成図である。 図１に示す画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る駆動周波数設定処理のフローチャートである。 本発明の画像形成装置の実施の形態に係る全体の構成を示すブロック図である。 本発明の画像形成装置の実施の形態に係る概略図である。 図５に示す定着部及び温度センサーの斜視図である。

＜実施の形態＞
〔画像形成装置１の全体の構成〕
まず、図４を参照して、画像形成装置１の全体の構成について説明する。
画像形成装置１は、画像処理部１１、原稿読取部１２、原稿給送部１３、搬送部（給紙ローラー４２ｂ、搬送ローラー対４４、排出ローラー対４５）、ネットワーク送受信部１５、操作パネル部１６、画像形成部１７、温度センサー１８、記憶部１９、及び定着駆動部２０等が、制御部１０に接続されている。
各部は、制御部１０によって動作制御される。

制御部１０は、ＧＰＰ（General Purpose Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Processor、特定用途向けプロセッサー）等の情報処理部である。
制御部１０は、記憶部１９のＲＯＭやＨＤＤに記憶されている制御プログラムを読み出して、この制御プログラムをＲＡＭに展開させて実行することで、後述する機能ブロックの各部として動作させられる。また、制御部１０は、図示しない外部の端末や操作パネル部１６から入力された所定の指示情報に応じて、装置全体の制御を行う。

画像処理部１１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の制御演算部である。画像処理部１１は、画像データに対して所定の画像処理を行う。画像処理部１１は、例えば、拡大縮小、濃度調整、階調調整、画像改善等の各種画像処理を行う。
画像処理部１１は、原稿読取部１２で読み取られた画像を、記憶部１９に印刷データとして記憶させる。この際、画像処理部１１は、印刷データをＰＤＦやＴＩＦＦ等のフォーマットのファイル単位に変換することも可能である。

原稿読取部１２は、セットされた原稿を読み取る（スキャン）。
原稿給送部１３は、原稿読取部１２で読み取られる原稿を搬送する。
画像形成部１７は、記憶部１９に記憶されたデータ、原稿読取部１２で読み取られたデータ、又は外部の端末から取得されたデータ等から、記録紙への画像形成を行わせる。画像形成部１７は、省電力化のため、待機状態の際には電源供給が停止される。このため、画像形成部１７の定着部１７ｅ（図５）は、待機状態の時間等に応じて温度が低下している。
温度センサー１８は、定着部１７ｅの温度を測定するサーミスター等の温度検知用のセンサーである。
搬送部は、給紙カセット４２ａから記録紙を搬送し、画像形成部１７で画像形成させ、その後にスタックトレイ５０へ搬送する。
なお、原稿読取部１２、原稿給送部１３、搬送部、画像形成部１７、温度センサー１８、定着駆動部２０の動作については後述する。

ネットワーク送受信部１５は、ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、ＷＡＮ、携帯電話網等の外部ネットワークに接続するためのＬＡＮボードや無線送受信機等を含むネットワーク接続部である。
ネットワーク送受信部１５は、データ通信用の回線ではデータを送受信し、音声電話回線では音声信号を送受信する。

操作パネル部１６は、ＬＣＤ等の表示部と、テンキー、スタート、キャンセル、複写やＦＡＸ送信やスキャナー等の動作モードの切り換えのボタンと、選択された文書の印刷や送信や保存や記録等に関するジョブの実行に係る指示を行うためのボタンやタッチパネル等の入力部とを備えている。
操作パネル部１６は、ユーザーによる画像形成装置１の各種ジョブの指示を取得する。また、操作パネル部１６から取得したユーザーの指示により、各ユーザーの情報を入力、変更することも可能である。

記憶部１９は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリーやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記録媒体を用いた記憶部である。
記憶部１９のＲＡＭは、省電力状態であっても、セルフリフレッシュ等の機能により、記憶内容が保持される。
記憶部１９のＲＯＭやＨＤＤには画像形成装置１の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。これに加えて、記憶部１９は、ユーザーのアカウント設定も記憶している。また、記憶部１９には、ユーザー毎の保存フォルダーの領域が含まれていてもよい。

なお、画像形成装置１において、制御部１０及び画像処理部１１は、ＧＰＵ内蔵ＣＰＵ等やチップ・オン・モジュールパッケージのように、一体的に形成されていてもよい。
また、制御部１０及び画像処理部１１は、ＲＡＭやＲＯＭやフラッシュメモリー等を内蔵していてもよい。
また、画像形成装置１は、ファクシミリの送受信を行うＦＡＸ送受信部を備えていてもよい。

〔画像形成装置１の動作〕
次に、図５及び図６を参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の動作について説明する。
原稿読取部１２は、本体部１４の上部に配設され、原稿給送部１３は、原稿読取部１２の上部に配設されている。スタックトレイ５０は、本体部１４に形成された記録紙の排出口４１側に配設され、また、操作パネル部１６は、画像形成装置１のフロント側に配設されている。

原稿読取部１２は、スキャナー１２ａと、プラテンガラス１２ｂと、原稿読取スリット１２ｃとを備えている。スキャナー１２ａは、露光ランプ、及びＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像センサー等から構成され、原稿給送部１３による原稿の搬送方向に移動可能に構成されている。
プラテンガラス１２ｂは、ガラス等の透明部材により構成された原稿台である。原稿読取スリット１２ｃは、原稿給送部１３による原稿の搬送方向と直交方向に形成されたスリットを有する。

プラテンガラス１２ｂに載置された原稿を読み取る場合には、スキャナー１２ａは、プラテンガラス１２ｂに対向する位置に移動され、プラテンガラス１２ｂに載置された原稿を走査しながら原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部１４に出力する。
また、原稿給送部１３により搬送された原稿を読み取る場合には、スキャナー１２ａは、原稿読取スリット１２ｃと対向する位置に移動され、原稿読取スリット１２ｃを介し、原稿給送部１３による原稿の搬送動作と同期して原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部１４に出力する。

原稿給送部１３は、原稿載置部１３ａと、原稿排出部１３ｂと、原稿搬送機構１３ｃとを備えている。原稿載置部１３ａに載置された原稿は、原稿搬送機構１３ｃによって、１枚ずつ順に繰り出されて原稿読取スリット１２ｃに対向する位置へ搬送され、その後、原稿排出部１３ｂに排出される。
なお、原稿給送部１３は、可倒式に構成され、原稿給送部１３を上方に持ち上げることで、プラテンガラス１２ｂの上面を開放させることができる。

本体部１４は、画像形成部１７を備えると共に、給紙部４２と、用紙搬送路４３と、搬送ローラー対４４と、排出ローラー対４５とを備えている。給紙部４２は、それぞれサイズ又は向きが異なる記録紙を収納する複数の給紙カセット４２ａと、給紙カセット４２ａから記録紙を１枚ずつ用紙搬送路４３に繰り出す給紙ローラー４２ｂとを備えている。給紙ローラー４２ｂ、搬送ローラー対４４、及び排出ローラー対４５は、搬送部として機能する。
給紙ローラー４２ｂによって用紙搬送路４３に繰り出された記録紙は、搬送ローラー対４４によって画像形成部１７に向けて搬送される。搬送された記録紙は、画像形成部１７内に搬送され、所定のタイミングで、位置決めや用紙先端余白幅の調整がされた後、画像形成部１７内に搬送される。画像形成部１７内に搬送され、記録が施された記録紙は、排出ローラー対４５によってスタックトレイ５０に排出される。

画像形成部１７は、感光体ドラム１７ａと、露光部１７ｂと、現像部１７ｃと、転写部１７ｄと、定着部１７ｅとを備えている。
露光部１７ｂは、レーザー装置やミラーやレンズ等を備えた光学ユニットであり、画像データに基づいて光等を出力して感光体ドラム１７ａを露光し、感光体ドラム１７ａの表面に静電潜像を形成する。現像部１７ｃは、トナーを用いて感光体ドラム１７ａに形成された静電潜像を現像する現像ユニットであり、静電潜像に基づいたトナー像を感光体ドラム１７ａ上に形成させる。転写部１７ｄは、現像部１７ｃによって感光体ドラム１７ａ上に形成されたトナー像を記録紙に転写させる。定着部１７ｅは、転写部１７ｄによってトナー像が転写された記録紙を加熱してトナー像を記録紙に定着させる。

図６を参照すると、定着部１７ｅは、例えば、加熱ローラー７１と、溶融ローラー７２と、加熱ベルト７３と、加圧ローラー７４と、コイルユニット７５とを備えて構成される。加熱ベルト７３は、記録紙にトナーを定着させるためのベルトであり、加熱ローラー７１と溶融ローラー７２との間に掛けられている。加圧ローラー７４は、加熱ベルト７３に用紙を押し付けるローラーであり、加熱ベルト７３と外周面を接触させて配置されている。コイルユニット７５は、加熱ローラー７１との間に間隔をあけて加熱ローラー７１の周囲に配置されている。

加熱ローラー７１は、例えば、円筒形状の鉄基材と、鉄基材外周面に形成される肉厚寸法０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の離型層（例えば、ＰＦＡ層）を含み、外径３０ｍｍの円筒状に形成される。
溶融ローラー７２は、例えば、ステンレス鋼からなる外径４５ｍｍの芯金ローラーと、芯金ローラーの外周面を被覆する厚さ５ｍｍ以上１０ｍｍ以下のシリコンゴムからなるスポンジ層を含む円筒状に形成される。
加熱ベルト７３は、例えば、厚さ寸法約３０μｍ以上約５０μｍ以下のニッケル電鋳基材と、ニッケル電鋳基材上に積層されるシリコンゴム層と、シリコンゴム層上に形成される離型層（例えば、ＰＦＡ層）を含んでいる。加熱ベルト７３は、加熱に適したように熱伝導率が高い素材で形成されている。
加圧ローラー７４は、例えば、ステンレス鋼からなる芯金ローラー、芯金ローラー外周面を被覆する厚さ２ｍｍ以上５ｍｍ以下のシリコンゴムからなるスポンジ層及び離型層（例えば、ＰＦＡ層）を含む外径５０ｍｍの円筒状に形成される。加圧ローラー７４の金属製の芯材は、例えば、ＦｅやＡｌを用いて形成されてもよい。この芯材上にＳｉゴム層が形成されてもよい。さらにＳｉゴム層の表層にフッ素樹脂層が形成されてもよい。
コイルユニット７５は、電磁誘導による誘導加熱を行うための励磁用のコイルユニットである。定着駆動部２０からコイルユニット７５に高周波が加えられると、磁束変化により加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３の金属内の自由電子が動き抵抗損失によって発熱する。このコイルユニット７５は、励起用のコイルが複数に分割されて備えられていてもよい。

温度センサー１８は、加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３等の温度を検出して定着部１７ｅの温度を測定するサーミスター等のセンサーである。温度センサー１８は、例えば板バネ等により数ｍｍ程度の可動範囲で支持されて、加熱ベルト７３の外周面に押し付けられており、加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３の温度に対応する電気抵抗等の変化を検出する。この検出された温度センサー１８の信号は、Ａ／Ｄ変換等されて、定着部１７ｅの温度として測定される。なお、複数の温度センサー１８を備えて、加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３の温度をより正確に算出してもよい。

〔画像形成装置１の定着部１７ｅの制御系の構成〕
図１を参照し、上述した図５で示した画像形成装置１の定着部１７ｅの制御系の構成について説明する。
図１を参照すると、定着部１７ｅの制御系として、制御部１０、記憶部１９、温度センサー１８、定着駆動部２０、及びコイルユニット７５が備えられている。
制御部１０は、温度センサー１８で測定された加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３（図６）の温度により、記憶部１９を参照して、定着駆動部２０の駆動信号発生部２２に駆動周波数を設定する。また、制御部１０は、コイルユニット７５に流れた電流から算出された電力により、記憶部１９に記憶された情報を参照して、駆動信号発生部２２を制御して駆動周波数を調整する。
記憶部１９には、例えば、工場出荷時に記憶された温度センサー１８を用いて検出された温度とコイルユニット７５の共振周波数との関係を示すテーブルが記憶されている。
定着駆動部２０は、コイルユニット７５に高周波を印加する高周波電源回路等である。定着駆動部２０は、駆動信号発生部２２により発生させた駆動信号を、電源部２１から印加される電源電圧に対して二個直列接続された高周波スイッチングトランジスター等に供給してそれぞれ交互に駆動させ、コイルユニット７５に高周波電流を流す。
コイルユニット７５には、定着駆動部２０の駆動周波数調整部１２０（図２）により、設定された駆動周波数の高周波電流が流される。これにより、コイルユニット７５に高周波磁束が発生することで、加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３に渦電流が発生し、ジュール熱によってこれらが加熱される。
電源部２１は、交流電圧（ＡＣ）が整流され、直流電圧に変換された安定化電源等である。
駆動信号発生部２２は、制御部１０から供給される制御電圧に応じて発振周波数を変更可能な電圧制御発振回路等を用いて、高周波トランジスター等の駆動信号を生成し、出力する。

〔画像形成装置１の制御部１０の構成〕
図２を参照して、図１に示す画像形成装置１の制御部１０の詳細な構成について説明する。制御部１０は、駆動周波数初期設定部１００と、電力測定部１１０と、駆動周波数調整部１２０とを備えている。
記憶部１９は、温度周波数関係情報２００を記憶している。

駆動周波数初期設定部１００は、記憶部１９に記憶された温度周波数関係情報２００と定着部１７ｅのコイルユニット７５へ電源投入される前に温度センサー１８により測定された温度とにより、コイルユニット７５の駆動周波数の初期設定値を設定する。つまり、駆動周波数初期設定部１００は、記憶部１９に記憶された温度周波数関係情報２００により、電力出力前に、駆動周波数の初期値を適切に設定する。

電力測定部１１０は、駆動周波数初期設定部１００により設定された駆動周波数における定着部１７ｅの消費電力を測定する。電力測定部１１０は、定着駆動部２０（図１）の電源部２１の電圧と、測定された電流との積により電力値を算出する。

駆動周波数調整部１２０は、電力測定部１１０により測定された電力により、定着部１７ｅのコイルユニット７５の駆動周波数を調整する。
また、駆動周波数調整部１２０は、設定された駆動周波数を所定量低下させ、低下させる前後の電力を電力測定部１１０により測定させて傾きを算出し、傾きが小さくなりマイナスになる直前、つまり出力電力が極大となる点を共振周波数として算出し、算出された共振周波数に駆動周波数を調整する。
また、駆動周波数調整部１２０は、電源投入時又は省電力状態からの復帰時に、駆動周波数の調整を行う。駆動周波数調整部１２０は、電源投入時のウォームアップタイムや、スリープモード等の省電力状態からの復帰時に共振周波数の算出を繰り返す。

温度周波数関係情報２００は、温度センサー１８により測定された温度と、定着部１７ｅのコイルユニット７５の共振周波数との関係を示す情報である。
温度周波数関係情報２００は、例えば、所定範囲の温度に対応する共振周波数が記載されたテーブルである。駆動周波数初期設定部１００は、温度センサー１８で測定された温度に対応する共振周波数を温度周波数関係情報２００から読み出して、駆動周波数を設定可能である。
温度周波数関係情報２００は、コイルユニット７５を画像形成装置１に搭載した際に、定着部１７ｅの温度情報と共振周波数との関係を実際に測定して、記憶部１９に記憶させてもよい。また、下記の駆動周波数設定処理で温度センサー１８の値により設定された共振周波数の実際の値を記憶部１９にリアルタイム（実時間）で記憶させ、経年劣化等に対応させてもよい。

ここで、画像形成装置１の制御部１０は、記憶部１９に記憶された制御プログラムを実行することで、駆動周波数初期設定部１００、電力測定部１１０、駆動周波数調整部１２０として機能させても、専用回路により実現してもよい。
また、上述の画像形成装置１の各部は、本発明の画像形成方法を実行するハードウェア資源となる。

〔画像形成装置１による駆動周波数設定処理〕
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１による駆動周波数設定処理の説明を行う。
本実施形態の駆動周波数設定処理は、温度センサー１８で現時点の温度を測定して、温度と共振周波数との関係を示す温度周波数関係情報２００を参照し、共振周波数となる駆動周波数で高周波電圧を印加することで、加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３を素早く加熱する。この際、コイルユニットの加熱用に供給される電力値をモニターして制御部１０へフィードバックして調整し、最大電力で加熱を行うことができる。
本実施形態の駆動周波数設定処理は、主に制御部１０が、記憶部１９に記憶されたプログラムを、各部と協働し、ハードウェア資源を用いて実行する。
以下で、図３のフローチャートを参照して、駆動周波数設定処理の詳細をステップ毎に説明する。

（ステップＳ１００）
まず、制御部１０が、駆動周波数初期設定部１００により、初期化処理行う。
制御部１０は、電源投入時、又は操作パネル部１６によるユーザーの操作や図示しない端末からのジョブデータの受信等による省電力状態からの復帰時に、各部を初期化して動作確認を行う。

（ステップＳ１０１）
次に、制御部１０が、駆動周波数初期設定部１００により、温度測定処理を行う。
制御部１０は、定着部１７ｅのコイルユニット７５へ電源投入する前に、温度センサー１８で測定された定着部１７ｅの温度を取得する。
この温度は、前回、画像形成部１７により画像形成が行われてから経過した時間により異なっている。

（ステップＳ１０２）
次に、制御部１０が、駆動周波数初期設定部１００により、駆動周波数初期設定処理を行う。
制御部１０は、温度周波数関係情報２００を記憶部１９から読み出す。制御部１０は、温度周波数関係情報２００から、温度センサー１８により測定された定着部１７ｅの温度と対応するコイルユニット７５の共振周波数の値を取得する。この値が、コイルユニット７５の駆動周波数の初期設定値となる。
制御部１０は、取得された駆動周波数の初期設定値を、定着駆動部２０の駆動信号発生部に設定する。つまり、制御部１０は、高周波電源回路（定着駆動部２０）から電力を出力し始めるまでに、定着部１７ｅの温度を元に駆動周波数の初期設定値を設定する。

（ステップＳ１０３）
次に、制御部１０が、駆動周波数初期設定部１００により、コイル電源投入処理を行う。
制御部１０は、定着駆動部２０の電源部２１（図１）をオンにして、所定電圧の直流電圧を発生させる。これにより、設定された駆動周波数の高周波電圧がコイルユニット７５に印加される。

（ステップＳ１０４）
ここで、制御部１０が、電力測定部１１０により、電力測定処理を行う。
制御部１０は、定着駆動部２０により消費された電力を測定する。制御部１０は、電源部２１（図１）の電圧と、測定された電流の積とを積算等して電力値を算出することで、消費電力を測定する。

（ステップＳ１０５）
次に、制御部１０が、駆動周波数調整部１２０により、傾き算出処理を行う。
制御部１０は、前に測定された電力値がある場合、この前に測定された電力値と、設定された駆動周波数での電源投入時の電力値とを減算等して、傾きを算出する。
つまり、制御部１０は、出力する駆動周波数において、定着部１７ｅの温度を基に設定された設定値を、後述するように所定量低下させて再設定し、再設定された前後で測定された電力値が増大した割合等を傾きとして算出する。
なお、制御部１０は、初期設定値が設定された際に測定された電力値だけが算出されている場合は、傾きは算出しない。

（ステップＳ１０６）
次に、制御部１０が、駆動周波数調整部１２０により、傾きがマイナスか否かを判定する。制御部１０は、傾きが算出され、算出された傾きがマイナス、すなわち電力値が減少した場合に、Ｙｅｓと判定する。制御部１０は、それ以外の場合には、Ｎｏと判定する。
Ｙｅｓの場合、制御部１０は、処理をステップＳ１０８に進める。
Ｎｏの場合、制御部１０は、処理をステップＳ１０７に進める。

（ステップＳ１０７）
算出された傾きがマイナスでなかった場合、制御部１０が、駆動周波数調整部１２０により、駆動周波数再設定処理を行う。
制御部１０は、設定された駆動周波数を、所定量低下させて定着駆動部２０の駆動信号発生部２２に再設定する。この所定量は、コイルユニット７５の共振周波数のバラツキや駆動信号発生部２２の精度等の情報を基に設定されてもよい。
その後、制御部１０は、処理をステップＳ１０４に戻す。

（ステップＳ１０８）
算出された傾きがマイナスの場合、制御部１０は、駆動周波数調整部１２０により、共振周波数算出処理を行う。
制御部１０は、算出された傾きがマイナスになる直前、つまり出力電力が極大となる駆動周波数を、共振周波数として算出する。制御部１０は、定着駆動部２０の駆動信号発生部２２の駆動周波数を、この共振周波数に設定し直す。
制御部１０は、上述の駆動周波数設定処理の各処理を、画像形成部１７への電源投入時のウォームアップタイムや省電力状態からの復帰時に繰り返してもよい。
以上により、本発明の実施の形態に係る駆動周波数設定処理を終了する。

以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
従来、特許文献１の技術は、携帯電子機器の充電用の技術であり、高速に駆動周波数を調整することはできなかった。
これに対して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１は、コイルユニットを備えたコイルユニット７５により加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３を電磁誘導加熱する定着部１７ｅを備えた画像形成装置１において、主に加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３の温度を検出して定着部１７ｅの温度を測定する温度センサー１８と、温度センサー１８により測定された定着部１７ｅの温度とコイルユニット７５の共振周波数との関係を示す温度周波数関係情報２００を記憶させた記憶部１９と、記憶部１９に記憶された温度周波数関係情報２００と、定着部１７ｅへの電源投入時に温度センサー１８により測定された温度とにより、コイルユニット７５の駆動周波数の初期設定値を設定する駆動周波数初期設定部１００と、駆動周波数初期設定部１００により設定された駆動周波数における定着部１７ｅの消費電力を測定する電力測定部１１０と、電力測定部１１０により測定された電力により、コイルユニット７５の駆動周波数を調整する駆動周波数調整部１２０とを備えることを特徴とする。
このように構成することで、定着部１７ｅの温度による共振周波数特性の関係である温度周波数関係情報２００により、最適な共振周波数を素早く検索して、より高速に共振周波数を探し出して設定することができる。定着部１７ｅの定着駆動部２０は、この共振周波数で高周波を出力して、コイルユニット７５に最適な電力を供給し、素早く加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３を加熱することが可能となる。つまり、定着駆動部２０の高周波電源回路で設定される最大出力電力をコイルユニットの加熱用に供給可能である。これにより、最短で画像形成装置１の電源投入後のウォームアップ及び省電力状態からの復帰が完了する。
よって、ウォームアップの待ち時間を減らしてユーザーの利便性を向上させることができる。

また、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１は、駆動周波数調整部１２０が、駆動周波数を設定された値から所定量低下させ、低下させる前後の電力を電力測定部１１０により測定させて傾きを算出し、傾きが小さくなりマイナスになる直前の駆動周波数を共振周波数として算出し、算出された共振周波数に駆動周波数を調整することを特徴とする。 このように構成することで、駆動周波数初期設定部１００により設定された駆動周波数の初期設定値から、容易に、短い時間で最適な共振周波数に変化させることができる。

また、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１は、駆動周波数調整部１２０が、電源投入時又は省電力状態からの復帰時に、駆動周波数の調整を行うことを特徴とする。
このように、電源投入時又は省電力状態からの復帰時に駆動周波数の調整を高速に行うことで、定着部１７ｅを効率的に加熱し、電源投入時のウォームアップタイム及び／又は省電力状態からの復帰時間を最短とさせることができる。

また、従来の携帯電子機器への電力供給やＩＨによる鍋の加熱等と比較して、部品が固定されている画像形成装置１では、負荷側のバラツキ範囲が小さい。すなわち、ＩＨによる定着部１７ｅを備えた画像形成装置１では負荷側のコイルユニットはビス止め等されており、位置ズレによるインピーダンス変化がない。また、故障等によりコイルユニットを交換しない限り部品バラツキもない。
このため、本実施形態の画像形成装置１は、コイルユニット７５の部品バラツキや画像形成装置１の機内温度バラツキによる負荷側のインピーダンスの変化を温度周波数関係情報２００として組立時等に記憶部１９に記憶させておき、駆動周波数の調整範囲を狭めて、共振周波数を素早く設定することができる。つまり、この温度周波数関係情報２００により、共振コイル及び共振コンデンサーのインピーダンスの部品バラツキ、画像形成装置１の機内定着温度の違いによるインピーダンスの線形でないバラツキを補って、素早く最大電力で加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３の加熱を行うことができる。また定着駆動部２０は、常に高周波電源回路で設定される最大電力をコイルに供給できる。
よって、ウォームアップ時間及び省電力状態からの復帰時間を確実に短縮させることが可能になる。

〔他の実施の形態〕
なお、本発明の実施の形態においては、初期周波数から駆動周波数を所定量低下させて共振周波数を算出するように説明した。しかしながら、制御部１０が、所定量増加させたり、所定量低下と増加を繰り返させたりして、最適な共振周波数を算出してもよい。さらに、所定量を可変として、上述の駆動周波数再設定処理の度に所定量を減少させ、最適値に収束するように変化させてもよい。また、制御部１０は、電力の投入後は温度が上昇するため、この上昇率を考慮して駆動周波数を変化させてもよい。
このように構成することで、より最適に駆動周波数を設定し、効率的に電力を負荷することができる。

また、上述の実施の形態では、コイルユニット７５が加熱ローラー７１及び加熱ベルト７３を加熱するように記載した。しかしながら、加熱ベルト７３が銅等の磁性のない金属や樹脂等であり、加熱ローラー７１が主に加熱されるような構成であってもよい。
また加熱ローラー７１と溶融ローラー７２とが、一体的に構成される構成であってもよい。この場合、コイルユニット７５が、一体的に構成されたローラーを直接加熱してもよい。つまり、加熱ベルト７３を用いないような構成であってもよい。
このように構成することで、上述の実施の形態の処理をそのまま適用しつつ、コストを削減できる。

また、本発明は、画像形成装置以外の情報処理装置にも適用できる。つまり、ネットワークスキャナ、スキャナーをＵＳＢ等で別途接続したサーバー等を用いる構成であってもよい。

また、上記実施の形態の構成及び動作は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実行することができることは言うまでもない。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
１１ 画像処理部
１２ 原稿読取部
１２ａ スキャナー
１２ｂ プラテンガラス
１２ｃ 原稿読取スリット
１３ 原稿給送部
１３ａ 原稿載置部
１３ｂ 原稿排出部
１３ｃ 原稿搬送機構
１４ 本体部
１５ ネットワーク送受信部
１６ 操作パネル部
１７ 画像形成部
１７ａ 感光体ドラム
１７ｂ 露光部
１７ｃ 現像部
１７ｄ 転写部
１７ｅ 定着部
１８ 温度センサー
１９ 記憶部
２０ 定着駆動部
２１ 電源部
２２ 駆動信号発生部
４１ 排出口
４２ 給紙部
４２ａ 給紙カセット
４２ｂ 給紙ローラー
４３ 用紙搬送路
４４ 搬送ローラー対
４５ 排出ローラー対
５０ スタックトレイ
７１ 加熱ローラー
７２ 溶融ローラー
７３ 加熱ベルト
７４ 加圧ローラー
７５ コイルユニット
１００ 駆動周波数初期設定部
１１０ 電力測定部
１２０ 駆動周波数調整部
２００ 温度周波数関係情報

Claims (4)

1. コイルユニットを用いて電磁誘導加熱する定着部を備えた画像形成装置において、
   前記定着部の温度を測定する温度センサーと、
   該温度センサーにより測定された前記定着部の温度と、前記コイルユニットの共振周波数との関係を示す温度周波数関係情報を記憶させた記憶部と、
   該記憶部に記憶された温度周波数関係情報と、前記定着部への電源投入時に前記温度センサーにより測定された温度とにより、前記コイルユニットの駆動周波数の初期設定値を設定する駆動周波数初期設定部と、
   該駆動周波数初期設定部により設定された駆動周波数における前記定着部の消費電力を測定する電力測定部と、
   該電力測定部により測定された電力により、前記コイルユニットの駆動周波数を調整する駆動周波数調整部とを備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動周波数調整部は、
   設定された駆動周波数を所定量低下させ、低下させる前後の電力を前記電力測定部により測定させて傾きを算出し、傾きが小さくなりマイナスになる直前の駆動周波数を共振周波数として算出し、算出された共振周波数に駆動周波数を調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動周波数調整部は、
   電源投入時又は省電力状態からの復帰時に、駆動周波数の調整を行う
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. コイルユニットを用いて電磁誘導加熱する定着部を備えた画像形成装置による画像形成方法において、
   前記定着部の温度を測定し、測定された前記定着部の温度と前記コイルユニットの共振周波数との関係を示す温度周波数関係情報を記憶させ、
   記憶された温度周波数関係情報と、前記定着部への電源投入時に測定された温度とにより、前記コイルユニットの駆動周波数の初期設定値を設定し、
   設定された駆動周波数における前記定着部の消費電力を測定し、
   測定された電力により、前記コイルユニットの駆動周波数を調整する
   ことを特徴とする画像形成方法。

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