JP4162367B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数系統の電源回路と複数の誘導加熱手段とを備えた画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば複写機のような電子機器において用いられるスイッチング電源は、複数系統のコンバータやインバータにて構成する場合が多い。
スイッチング電源方式を用いた２系統のコンバータ部よりなる従来の電源装置の一例を図３に示す。この例では、２系統の回路が同様の構成によりそれぞれ独立に変換動作を行う。即ち、第１、第２のコンバータ部３１，３６は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に印加される第１、第２のドライブ回路３５，４０からのオン幅またはオフ幅可変パルスにより入力電圧Ｖｉｎをスイッチング（オン／オフ）し、第１、第２の整流回路３２，３７を通して出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に変換する。なお、この例では、第１、第２のコンバータ部３１，３６の出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２は、それぞれ第１、第２のエラーアンプ３３，３８により電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２を基準として検出および増幅し、エラー分が、第１、第２の制御回路３４，４１を介して、第１、第２のドライブ回路３５，４０にフィードバック制御され、基準電圧への安定化が図られている。
上記の例に示すような複数系統のコンバータやインバータで電源装置を構成する場合、系統間において、ノイズ干渉による音の発生を防ぐため、スイッチング周波数は、第１系統（第１のコンバータ）：８０ＫＨｚ、第２系統（第２のコンバータ）：１１０ＫＨｚ、第３系統（第３のコンバータ）：１４０ＫＨｚ、という具合に、各系統間のスイッチング周波数の差を可聴周波数以上としている。
しかしながら、このように異なるスイッチング周波数を用いる場合、低い周波数を用いることも必要にならざるを得ず、スイッチング周波数が低い系統のトランスは鉄損（ヒステリシス損）が大きくなり、これに対応してトランスのサイズが大きくなると共に、高価になる。さらに、この部品にて構成するスイッチング電源も全体として装置を大型化すると共に、高価になってしまう。
【０００３】
ところで、誘導加熱装置は、加熱部材近傍に配置された誘導コイルに、高周波電流を流して加熱部材（磁性部材）内に磁束を発生させ、この磁束により誘導電流を加熱部材の導電層に発生させ、誘導電流に伴うジュール熱により加熱部材表面を所定の温度となるよう加熱、制御する。大型化や加熱量調整をして性能を向上させようとすると、複数誘導コイルや分割誘導コイルが必要不可欠となり、各誘導コイルが個別に加熱制御されることになり、こうした誘導コイルの駆動電源としてもスイッチング電源が用いられている。
しかしながら、スイッチング電源方式による場合、複数誘導コイルをそれぞれ個別のインバータ（高周波電源）で制御するため、電源装置では複数台のインバータを同時に用いることになって、ある誘導コイルにて発生した磁束が他の誘導コイルに影響を及ぼし、このためインバータに干渉が起きてインバータが動作しないと言う事態が生じる。
【０００４】
このインバータの干渉を除くために下記１．〜３．といった方策が考えられている。
１． 誘導コイルを離すことやシールド板を備えることにより影響を受けないようにする（後者の方法は、図１０に参照されるように、加熱部材１０１に交番磁場を作用させるために、高周波電源２４，２５，２６によってそれぞれ駆動される複数の誘導コイル１０２，１０３，１０４間にシールド部材２３を設け、発生する磁場が他の誘導コイルに影響しないようにする）。
２． 複数誘導コイル（分割誘導コイルを含む）を配置することなく、一台のインバータに誘導コイル単品を接続し、加熱量を分布させるため誘導コイルと加熱部材とのギャツプを変更する（図１２に参照されるように、加熱部材１０１に誘導コイル１０２により交番磁場を作用させる場合、誘導コイル１０２と加熱部材１０１とのギャップを変えることにより磁束の分布を変化させる）。
３． 一台の大容量インバータに対して複数の誘導コイルを並列に接続する（図１１に参照されるように、大容量インバータ１０６によって並列接続された複数の誘導コイル１０２，１０３を駆動し、発生する交番磁場を加熱部材１０１に作用させるが、同相であるから他の誘導コイルに影響しない）。
しかしながら、それぞれ、下記１．〜３．の問題点を残す。
１． 加熱ムラが発生する。
２． 加熱範囲の寸法や加熱対象物の寸法等が変化する場合には、その変化に対応することができない。
３． 誘導コイルの電力制御はインバータを構成する主スイッチング素子にて行われることになり、複数の誘導コイル全体にわたって電力が変化するだけで、個別の誘導コイルごとに変化させることが出来ない。
これらの結果として、装置は複雑化、あるいは複数の誘導コイル間における調整をせざるを得ず、信頼性を損なう要素となり得るものであった。また、このような構成では高価になり、しかも装置全体が大きくなるという場合もあることから誘導加熱装置の普及への妨げとなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、複数のコンバータまたはインバータにて構成するスイッチング電源方式を用いた電源装置において、各系統のスイッチング周波数を高い周波数に統一できるようにし、さらに、下記１．及び２．の条件、
１．系統間において、ノイズ干渉による音の発生を防ぐこと。
２．各系統のトランス鉄損（ヒステリシス損）を小さくすること。
を満足する構成とすることで、省エネで、信頼性が高く、小型で安価な電源装置及び該電源装置を備えた画像処理装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、１台の高周波電源装置或いはインバータ装置に対して複数の誘導コイルを接続し、高周波電流供給を行う方式において、下記１．〜４．の条件、
１．インバータが干渉しないようにすること。
２．加熱ムラを少なくすること。
３．加熱範囲或いは加熱対象物の寸法等が変化する場合には、その変化に対応すること。
４．個別の誘導コイルごとに電力を制御できるようにし、熱の発生パターンを変化させることが出来ること。
を満足する構成とすることで、省エネで、信頼性が高く、小型の誘導加熱装置を安価に提供し、その誘導加熱装置を電子写真プロセスにおけるトナーの加熱定着部に利用した画像処理装置（例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ、或いはこれらの複合機等）を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、スイッチング電源方式を用いた第１の系統と第２の系統の変換回路を有する電源装置を備えた誘導加熱装置を電子写真方式における画像の加熱定着処理に用いる画像処理装置であって、前記誘導加熱装置は、第１の系統の出力電流が供給され、個別に電力が制御される第１の誘導加熱手段と、第２の系統の出力電流が供給され、個別に電力が制御される第２の誘導加熱手段と、前記第１及び第２の誘導加熱手段によって加熱される部材の温度を検知する感熱素子と、前記感熱素子の検知結果に応じて、前記第１の系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に、オン幅若しくはオフ幅が可変制御された信号を出力し、該第 1 系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に出力された信号と同期した同期制御信号を前記第２の系統へ出力する第１の制御回路と、前記第１の制御回路によって出力された同期制御信号が入力され、前記感熱素子の検知結果に応じて、該同期制御信号を間引いて前記第２の系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に出力する第２の制御回路と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像処理装置において、前記第１の系統と第２の系統の変換回路が共振方式のコンバータ又はインバータであることを特徴とする画像処理装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された画像処理装置において、前記第１及び第２の制御回路をデジタル演算回路で構成したことを特徴とする画像処理装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された画像処理装置において、前記第１及び第２の制御回路をＩＣで構成することを特徴とする画像処理装置である。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された画像処理装置において、前記第１の系統と第２の系統の変換回路がインバータであり、前記第１及び第２の制御回路が該インバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする画像処理装置である。
請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された画像処理装置において、前記第１の系統と第２の系統の変換回路がコンバータであり、前記第１及び第２の制御回路が該コンバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする画像処理装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。
図１は、本発明に係わる電源装置の実施例についてその概略構成を示す図である。図１を参照して、以下に装置の構成及び動作を説明する。
本実施例の電源装置は、スイッチング電源方式を用いた２系統のコンバータ部を構成する。第１のコンバータ部３１は、スイッチング素子Ｑ１に印加される第１のドライブ回路３５からのオン幅またはオフ幅可変パルスにより入力電圧Ｖｉｎをスイッチング（オン／オフ）し、第１の整流回路３２を通して出力電圧Ｖｏｕｔ１に変換する。第１のコンバータ部３１の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、第１のエラーアンプ３３により電圧Ｖｚ１を基準として検出および増幅し、エラー分が第１の制御回路３４を介して第１のドライブ回路３５にフィードバック制御され、基準電圧への安定化が図られる。
一方、第２のコンバータ部３６は、スイッチング素子Ｑ２に印加される第２のドライブ回路４０からの間引きパルスにより入力電圧Ｖｉｎをスイッチング（オン／オフ）し、第２の整流回路３７を通して出力電圧Ｖｏｕｔ２に変換する。第２のコンバータ部３６の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、第２のエラーアンプ３８により電圧Ｖｚ２を基準として検出および増幅し、エラー分が間引き制御回路３９を介して第２のドライブ回路４０にフィードバック制御され、基準電圧への安定化が図られる。ただし、この時にドライブ回路４０に入力される制御信号によっては、第２のドライブ回路４０から出力する駆動パルスが第１のドライブ回路３５から出力される駆動パルスと同期して出力することがないようにする。つまり、間引き制御回路３９は、第１の制御回路３４から送られてくる同期制御信号と第２のエラーアンプ３８から送られてくる制御信号を受けて、同期した駆動パルスは必要により間引くように、第２のドライブ回路４０に制御信号を出力する。
なお、本実施例では、各コンバータ部３１，３６をスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が１つづつの１石コンバータ回路として例示しているが、どのような方式のコンバータ回路でもよく、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２についてもＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いているがどのようなスイッチング素子でもよい。また、エラーアンプ３３，３８も同様に通常のスイッチング電源で用いられているものと同様なものを用いる事が出来る。さらに、図１中に示していないが、一例としてエラーアンプ３３，３８と制御回路３４，３９との接続部等をフォトカプラーにより絶縁しても良い。
【００１９】
このように、本実施例では、スイッチング電源方式の電源装置を複数のコンバータまたはインバータにて構成する場合、第１系統の制御はオン幅またはオフ幅可変パルスによる制御で、他の系統の制御は前記第１系統に同期した信号を間引くことにより制御する間引きパルスによる制御とすることにより、各系統のスイッチング周波数を高い周波数に統一でき、さらに、第１系統だけへの高周波電流供給と、並列に接続した複数の系統への高周波電流供給とを切り替えられることにより、
１． 系統間において、ノイズ干渉による音の発生を防ぐことが可能となる。２． 各系統のトランス鉄損（ヒステリシス損）を小さくすることが可能となる。
これにより、省エネで、信頼性が高く、小型のスイッチング電源を安価に提供できる。
【００２０】
図２は、本発明に係わる電源装置の他の実施例についてその概略構成を示す図である。図２を参照して、以下に装置の構成及び動作を説明する。
本実施例の電源装置は、スイッチング電源方式を用いた２系統のコンバータ部を構成する上記実施例の電源装置（図１）における第１のコンバータ部および第２のコンバータ部を共振方式で動作する回路構成とした点で上記実施例と相違する。即ち、図２に示すように、第１のコンバータ部３１′のトランスの１次側を第１の一次共振回路４２、２次側を第１の二次共振回路４３とし、又、第２のコンバータ部３６′のトランスの１次側を第２の一次共振回路４４、２次側を第２の二次共振回路４５とした回路構成をとる。なお、本実施例はコンバータ部を共振方式とした以外は上記実施例の装置（図１）と相違しない。従って、ここでは図１と同一の構成については上記を参照することとし、説明は省略する。
【００２１】
図２の回路では、制御回路３４、間引き制御回路３９で第１，２のドライブ回路３５，４０に制御信号を出力し、第１，２のコンバータ部３１′，３６′における低電圧、低電流部でオン／オフの切り替えを行う。従って、オン／オフの切り替えのために用いるスイッチング素子またはスイッチとして小容量のものとすることが可能となる。また、共振方式で動作するので、コンバータ部は回路の小型化が図れ、安価となる。さらに、スイッチング損失が少なくなり、効率が向上する。
なお、図２に示していないが、第２のコンバータ部３６′のオン／オフの切り替えは、外部信号を基に行われてもよい。また、ここでは、２つのコンバータ部を設けた場合について例示したが、コンバータ部は必要によりさらに多数設けても良い。また、エラーアンプ３３，３８により検知した出力電圧を基とし、それぞれのコンバータ部３１′，３６′を制御する場合についてだけ説明したが、必要により複数のエラーアンプ検知出力電圧を基にして制御を行うようにしても良い。さらに、コンバータ部３１′，３６′の共振方式は電圧共振回路を示しているがどのような方式の共振回路でもよく、トリガー検知回路や保護回路は必要により配置しても良い。
【００２２】
次に、本発明に係わる誘導加熱装置の実施例について説明する。
先ず、間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の基本構成と適用対象との関係について説明する。
図４，５は、本発明による誘導加熱装置の実施例についてその基本構成を示す図である。図中の１は加熱部材である。また、２，３はコイル、６は交番電源、７はスイッチ又はスイッチング素子で、回路は並列接続されたコイル２，３それぞれにスイッチ又はスイッチング素子７を介して交番電源６を供給し得るように構成し、コイル２，３に給電するスイッチ７を同期してオンさせる。さらに、コイル２，３に給電するスイッチ７を必要により一方を同期してオンさせないようにして、共通の交番電源６からコイル２，３に供給される高周波電流により生じる相互干渉による悪影響が起きないようにする。
本実施例では、図４，５に示すように、加熱部材の別部分（内、外部或いは側、上、下部であってもよい）に交番電源６に接続されるコイル２，３を巻装する構成になっており、コイル２，３への交番電流の供給により誘起する交番磁束が加熱部材１を通り、この時誘導作用に基いて加熱部材１に電圧が発生し、その電圧に基づき電流が流れ、これにより、加熱部材１を発熱させ、焼き入れや金属溶融を行ったり、あるいは、発生する熱で水等を沸騰させたり、トナ−を溶かしたりする。
【００２３】
図４の加熱部材１は炊飯器、あるいは金属溶融炉等に適用する形状をなし、図５は電子写真方式における画像の加熱定着装置に適用する円筒形状、あるいは板材加熱炉に適用する板状の形状をしている。
図６は、図４の具体例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図で、同図において、なべ又はるつぼの上部に設けたボビン１０等により保持される。なべ又はるつぼの外部に側面に沿うようにボビン１０を介して磁性部材９が固着されている。磁性部材９はフェライト等の高透磁率を有する磁性材料で構成して、磁性部材９と対向部のなべ又はるつぼとを磁路とする閉鎖磁気回路を形成させる。また、上記なべ又はるつぼと磁性部材９の間にはコイル２、３が巻装されており、コイルには、スイッチまたは、スイッチング素子７を介して交番電源６が接続される。なお、図５においても同様に磁性部材を用いて磁気回路を構成することができる。
上記の様な構成で、コイル２，３への交番電源６の供給により誘起する交番磁束が磁性部材９と加熱部材１より成る閉磁路を通る。この時誘導作用に基いて加熱部材１に電圧が発生し、その電圧に基づく電流が加熱部材１に流れ、これにより加熱部材１が発熱することにより、直接的に加熱部材１を発熱させ、焼き入れや金属溶融を行ったり、加熱部材１を発熱させ、その熱で間接的に水を沸騰させたり、トナ−を溶かしたりする。
【００２４】
図７，８は間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の実施例を示す。
図７中の１は加熱部材である。また、２，３は誘導コイル、１４は制御回路、１５は整流回路、１６はスイッチ、１７は交流電源、１８，２０はそれぞれ第１，第２のコンデンサ、１９，２１はそれぞれ第１、第２の主スイッチ素子、２２はフィルタ回路で、これらにより誘導加熱装置の回路を構成する。
本実施例の回路では、制御回路１４よって、高周波電流を並列に接続した誘導コイル２，３の一方のコイルに対してオン幅またはオフ幅可変制御し、他方のコイルに対して前記オン／オフ幅可変制御されるコイルに同期した信号を間引いた制御信号を入力し、必要により同期してオンさせないようにする。なお、図７に詳細を示していないが、制御回路１４には、インバータの出力をフィードバックして第１、第２の主スイッチ素子１９，２１を駆動する制御回路の要素として、図１或いは図２と同様のエラーアンプ、制御回路及びドライブ回路を備えるようにする。
【００２５】
このように並列に接続した誘導コイル２，３への同時、同位相高周波電流供給と、一方の誘導コイルだけへの高周波電流供給とを切り替えるようにしたことにより、
１． インバータが干渉を起こさないようにすることが可能となる。
２． 加熱ムラを少なくすることが可能となる。
３． 加熱範囲の寸法や加熱対象物の寸法等が変化する場合には、その変化に対応することが可能となる。
４． 誘導コイル２，３の電力制御はインバータを構成する第１、第２の主スイッチング素子１９，２１にて行われることになり、個別のコイルごとに変化させることが可能となる。
これにより、省エネで、信頼性が高く、小型の誘導加熱装置を安価に提供できるようになる。
なお、本例では、一例として、スイッチング素子１９，２１が１つずつの１石インバータ回路を示しているがどのような方式のインバータ回路でもよく、スイッチング素子としては、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を始めとし、それ以外のどのようなスイッチング素子でもよい。また、制御回路１４のエラーアンプも同様に通常のスイッチング電源で用いられているものと同様なものを用いる事が出来る。さらに、一例として制御回路１４のエラーアンプとの接続部等をフォトカプラーにより絶縁しても良い。
【００２６】
また、図７に示す回路は、図示の例では誘導コイル３を加熱部材１の２箇所に分割配置した構成を採っているが、同一条件による加熱が必要な箇所が分散している場合に別個に回路を設けることによる回路の複雑化が回避されるので、回路が簡単になり、さらに、適正な加熱状態を容易に作ることが可能となる。
図８は、分割配置したコイルの他の実施例についてその構成を示す図である。図中の１は加熱部材である。また、２１，２２，３１，３２はコイル、６は交番電源、７はスイッチ又はスイッチング素子で、回路は、並列接続されたコイル２１，２２の組と、同じく並列接続されたコイル３１，３２の組を交番電源６に対し並列に接続し、それぞれの組にスイッチ又はスイッチング素子７を介して交番電源６を供給し得るように構成される。つまり、図４，５のコイル２をコイル２１，２２の組に、コイル３をコイル３１，３２の組に置き換えたもので、この配置により適正な加熱状態を容易に得ることができる。
【００２７】
図９は間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の他の実施例を示す。
図９中の１は加熱部材である。また、２，３は誘導コイル、１１は感熱素子、１２，１３はそれぞれ第１、第２のインバータ回路、１５は整流回路、１６はスイッチ、１７は交流電源、２２はフィルタ回路、３３，３８はそれぞれ第１、第２のエラーアンプ、３４は第１の制御回路、３９は間引き制御回路、３５，４０はそれぞれ第１、第２のドライブ回路で、これらにより誘導加熱装置の回路を構成する。
本実施例の回路では、第１の制御回路３４により第１のドライブ回路３５をオン幅またはオフ幅可変制御することにより第１のインバータ１２を駆動し、高周波電流を誘導コイル２に供給する。一方、間引き制御回路３９により第２のドライブ回路４０を第１の制御回路３４から出力されるオン／オフ幅可変制御信号に同期した信号を間引いた制御信号により第２のインバータ１３を駆動し、高周波電流を誘導コイル３に供給する。即ち、誘導コイル２，３の両方を動作させる場合、誘導コイル２がオンする時に誘導コイル３を同期してオンさせるようにする。誘導コイル２だけ動作させる場合、誘導コイル２がオンする時に誘導コイル３を同期してオンさせないようにする。
また、誘導コイル２，３により加熱される加熱部材１の温度を感熱素子１１により検出し、それぞれ基準電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２を設定した第１、第２のエラーアンプ３３，３８を介してフィードバックする制御回路を構成する。この制御回路において、基準電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２を所望温度に設定することにより、加熱部材１をその温度に保つように制御することができる。
【００２８】
また、この実施例の回路では、制御回路３４、間引き制御回路３９で第１，２のドライブ回路３５，４０に制御信号を出力し、第１，２のインバータ回路１２，１３における低電圧、低電流部でオン／オフの切り替えを行う。従って、オン／オフの切り替えのために用いるスイッチング素子またはスイッチとして小容量のものとすることが可能となる。また、インバータ回路は共振方式で動作するので、回路の小型化が図れ、安価となる。さらに、スイッチング損失が少なくなり、効率が向上する。
なお、図９で図示していないが、第１，２のインバータ回路１２，１３のオン、オフの切り替えは、外部信号を基に行われてもよい。また、ここでは、２つのインバータ回路を設けた場合について例示したが、インバータ回路は必要により複数設けても良い。また、２つの感熱部材１１の検知温度を基とし、それぞれのインバータ回路１２，１３を制御する場合についてだけ説明したが、必要により複数の感熱部材による検知温度を基にして制御を行うようにしても良い。さらに、図９で図示していないが、トリガー検知回路や保護回路は必要により配置しても良い。
【００２９】
上記実施例の電源装置及び誘導加熱装置におけるコンバータ部やインバータ回路のスイッチング動作を制御するために設けられたフィードバック系を含む制御回路は、デジタル演算回路によるデジタル処理系により構成することができ、それをＩＣ（集積回路）により実施化が可能である。これによって、より高精度で安定した制御動作を確保することができ、省エネで、より信頼性が高く、小型の装置を安価に提供することが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
（１）請求項１に対応する効果
複数系統の電源回路において、第１の制御回路はオン幅又はオフ幅の可変制御を行い、第２の制御回路は前記第１の制御回路に同期した信号を間引いた制御信号による制御を行うことにより、各系統のパルス幅及び周期を同じに出来ることから、ノイズ干渉による音の発生を防ぐことが出来、信頼性が高く、小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。また、誘導加熱手段の加熱ムラを少なく、被加熱材の寸法が変化する場合には、その変化に対応することができ、さらに、誘導加熱手段の電力は、個別の誘導加熱手段毎に変化させることが出来、省エネ、信頼性が高く、小型で、安価な誘導加熱定着処理手段を持った高性能の画像処理装置を提供できる。
（２）請求項２の発明に対応する効果
上記（１）の効果に加えて、第１の系統と第２の系統の変換回路を共振方式のコンバータ又はインバータとしてことにより、よりスイッチング損失を少なく、あるいは、発生させず、より省力で、信頼性が高く、小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。
（３）請求項３の発明に対応する効果
上記（１）、（２）の効果に加えて、第１及び第２の制御回路をデジタル演算回路で構成することにより、安定した制御動作を確保することができ、省エネで、より信頼性が高く、小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。
（４）請求項４の発明に対応する効果
上記（１）〜（３）の効果に加えて、第１及び第２の制御回路をＩＣで構成することにより、相エネで、信頼性が高く、より小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。
（５）請求項５の発明に対応する効果
上記（１）〜（４）の効果に加えて、第１の系統と第２の系統の変換回路がインバータであり、第１及び第２の制御回路が該インバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことにより、所望の高周波電力を供給でき、より省エネで、信頼性が高く、小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。
（６）請求項６の発明に対応する効果
上記（１）〜（５）の効果に加えて、第１の系統と第２の系統の変換回路がコンバータであり、第１及び第２の制御回路が該コンバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことにより、各系統のスィッチングオン幅及び周波数を同じに出来るため各系統トランス鉄損（ヒステリヒス損）を小さくすることができ、省エネ、信頼性が高く、より小型のスイッチング電源を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スイッチング電源を用いた２系統のコンバータ部よりなる本発明に係わる電源装置の実施例の概略構成を示す。
【図２】 スイッチング電源を用いた２系統のコンバータ部よりなる本発明に係わる電源装置の他の実施例の概略構成を示す。
【図３】 スイッチング電源を用いた２系統のコンバータ部よりなる従来の電源装置の一例を示す
【図４】 本発明による誘導加熱装置の実施例の概略構成を示す。
【図５】 本発明による誘導加熱装置の他の実施例の概略構成を示す。
【図６】 図４に示される誘導加熱装置の具体化例を示す。
【図７】 間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の実施例を示す。
【図８】 分割配置した誘導コイルの他の実施例の構成を示す。
【図９】 間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の他の実施例を示す。
【図１０】 従来のシールド板を備えた板材加熱炉の簡略構成を示す。
【図１１】 従来の並列接続された誘導コイルを備えた炊飯器または、金属溶融炉の簡略構成を示す。
【図１２】 従来の誘導コイルと加熱部材とのギャップを変化させた誘導加熱装置の構成を示す。
【符号の説明】
１，１０１…加熱部材（なべ、るつぼ、金属魂、金属薄板材、金属ローラ等）、
２，２１，２２，３，３１，３２１０２，１０３…誘導コイル（加熱コイル）、
６，２４，２５，２６，１０６…交番電源、
７…主スイッチング素子またはスイッチ、
９…磁性部材、 １０…ボビン、
１１…感熱素子、 １２，１３…インバータ回路、
１４…制御装置、 １５…整流回路、
１６…スイッチ、 １７…交流電源、
１８，２０…コンデンサ、 １９，２１…主スイッチング素子、
２２…フィルター回路 、 ２３…シールド部品。
３１，３１′…第１のコンバータ部、３６，３６′…第２のコンバータ部
３２…第１の整流回路、 ３７…第２の整流回路、
３３…第１のエラーアンプ、 ３８…第２のエラーアンプ、
３４…第１の制御回路、 ４１…第２の制御回路、
３５…第１のドライブ回路、 ４０…第２のドライブ回路、
３９…間引き制御回路、 Ｑ１，Ｑ２…スイッチング素子。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数系統の電源回路と複数の誘導加熱手段とを備えた画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば複写機のような電子機器において用いられるスイッチング電源は、複数系統のコンバータやインバータにて構成する場合が多い。
スイッチング電源方式を用いた２系統のコンバータ部よりなる従来の電源装置の一例を図３に示す。この例では、２系統の回路が同様の構成によりそれぞれ独立に変換動作を行う。即ち、第１、第２のコンバータ部３１，３６は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に印加される第１、第２のドライブ回路３５，４０からのオン幅またはオフ幅可変パルスにより入力電圧Ｖｉｎをスイッチング（オン／オフ）し、第１、第２の整流回路３２，３７を通して出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２に変換する。なお、この例では、第１、第２のコンバータ部３１，３６の出力電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２は、それぞれ第１、第２のエラーアンプ３３，３８により電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２を基準として検出および増幅し、エラー分が、第１、第２の制御回路３４，４１を介して、第１、第２のドライブ回路３５，４０にフィードバック制御され、基準電圧への安定化が図られている。
上記の例に示すような複数系統のコンバータやインバータで電源装置を構成する場合、系統間において、ノイズ干渉による音の発生を防ぐため、スイッチング周波数は、第１系統（第１のコンバータ）：８０ＫＨｚ、第２系統（第２のコンバータ）：１１０ＫＨｚ、第３系統（第３のコンバータ）：１４０ＫＨｚ、という具合に、各系統間のスイッチング周波数の差を可聴周波数以上としている。
しかしながら、このように異なるスイッチング周波数を用いる場合、低い周波数を用いることも必要にならざるを得ず、スイッチング周波数が低い系統のトランスは鉄損（ヒステリシス損）が大きくなり、これに対応してトランスのサイズが大きくなると共に、高価になる。さらに、この部品にて構成するスイッチング電源も全体として装置を大型化すると共に、高価になってしまう。
【０００３】
ところで、誘導加熱装置は、加熱部材近傍に配置された誘導コイルに、高周波電流を流して加熱部材（磁性部材）内に磁束を発生させ、この磁束により誘導電流を加熱部材の導電層に発生させ、誘導電流に伴うジュール熱により加熱部材表面を所定の温度となるよう加熱、制御する。大型化や加熱量調整をして性能を向上させようとすると、複数誘導コイルや分割誘導コイルが必要不可欠となり、各誘導コイルが個別に加熱制御されることになり、こうした誘導コイルの駆動電源としてもスイッチング電源が用いられている。
しかしながら、スイッチング電源方式による場合、複数誘導コイルをそれぞれ個別のインバータ（高周波電源）で制御するため、電源装置では複数台のインバータを同時に用いることになって、ある誘導コイルにて発生した磁束が他の誘導コイルに影響を及ぼし、このためインバータに干渉が起きてインバータが動作しないと言う事態が生じる。
【０００４】
このインバータの干渉を除くために下記１．〜３．といった方策が考えられている。
１． 誘導コイルを離すことやシールド板を備えることにより影響を受けないようにする（後者の方法は、図１０に参照されるように、加熱部材１０１に交番磁場を作用させるために、高周波電源２４，２５，２６によってそれぞれ駆動される複数の誘導コイル１０２，１０３，１０４間にシールド部材２３を設け、発生する磁場が他の誘導コイルに影響しないようにする）。
２． 複数誘導コイル（分割誘導コイルを含む）を配置することなく、一台のインバータに誘導コイル単品を接続し、加熱量を分布させるため誘導コイルと加熱部材とのギャツプを変更する（図１２に参照されるように、加熱部材１０１に誘導コイル１０２により交番磁場を作用させる場合、誘導コイル１０２と加熱部材１０１とのギャップを変えることにより磁束の分布を変化させる）。
３． 一台の大容量インバータに対して複数の誘導コイルを並列に接続する（図１１に参照されるように、大容量インバータ１０６によって並列接続された複数の誘導コイル１０２，１０３を駆動し、発生する交番磁場を加熱部材１０１に作用させるが、同相であるから他の誘導コイルに影響しない）。
しかしながら、それぞれ、下記１．〜３．の問題点を残す。
１． 加熱ムラが発生する。
２． 加熱範囲の寸法や加熱対象物の寸法等が変化する場合には、その変化に対応することができない。
３． 誘導コイルの電力制御はインバータを構成する主スイッチング素子にて行われることになり、複数の誘導コイル全体にわたって電力が変化するだけで、個別の誘導コイルごとに変化させることが出来ない。
これらの結果として、装置は複雑化、あるいは複数の誘導コイル間における調整をせざるを得ず、信頼性を損なう要素となり得るものであった。また、このような構成では高価になり、しかも装置全体が大きくなるという場合もあることから誘導加熱装置の普及への妨げとなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、複数のコンバータまたはインバータにて構成するスイッチング電源方式を用いた電源装置において、各系統のスイッチング周波数を高い周波数に統一できるようにし、さらに、下記１．及び２．の条件、
１．系統間において、ノイズ干渉による音の発生を防ぐこと。
２．各系統のトランス鉄損（ヒステリシス損）を小さくすること。
を満足する構成とすることで、省エネで、信頼性が高く、小型で安価な電源装置及び該電源装置を備えた画像処理装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、１台の高周波電源装置或いはインバータ装置に対して複数の誘導コイルを接続し、高周波電流供給を行う方式において、下記１．〜４．の条件、
１．インバータが干渉しないようにすること。
２．加熱ムラを少なくすること。
３．加熱範囲或いは加熱対象物の寸法等が変化する場合には、その変化に対応すること。
４．個別の誘導コイルごとに電力を制御できるようにし、熱の発生パターンを変化させることが出来ること。
を満足する構成とすることで、省エネで、信頼性が高く、小型の誘導加熱装置を安価に提供し、その誘導加熱装置を電子写真プロセスにおけるトナーの加熱定着部に利用した画像処理装置（例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ、或いはこれらの複合機等）を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、スイッチング電源方式を用いた第１の系統と第２の系統の変換回路を有する電源装置を備えた誘導加熱装置を電子写真方式における画像の加熱定着処理に用いる画像処理装置であって、前記誘導加熱装置は、第１の系統の出力電流が供給され、個別に電力が制御される第１の誘導加熱手段と、第２の系統の出力電流が供給され、個別に電力が制御される第２の誘導加熱手段と、前記第１及び第２の誘導加熱手段によって加熱される部材の温度を検知する感熱素子と、前記感熱素子の検知結果に応じて、前記第１の系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に、オン幅若しくはオフ幅が可変制御された信号を出力し、該第 1 系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に出力された信号と同期した同期制御信号を前記第２の系統へ出力する第１の制御回路と、前記第１の制御回路によって出力された同期制御信号が入力され、前記感熱素子の検知結果に応じて、該同期制御信号を間引いて前記第２の系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に出力する第２の制御回路と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像処理装置において、前記第１の系統と第２の系統の変換回路が共振方式のコンバータ又はインバータであることを特徴とする画像処理装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された画像処理装置において、前記第１及び第２の制御回路をデジタル演算回路で構成したことを特徴とする画像処理装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された画像処理装置において、前記第１及び第２の制御回路をＩＣで構成することを特徴とする画像処理装置である。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された画像処理装置において、前記第１の系統と第２の系統の変換回路がインバータであり、前記第１及び第２の制御回路が該インバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする画像処理装置である。
請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された画像処理装置において、前記第１の系統と第２の系統の変換回路がコンバータであり、前記第１及び第２の制御回路が該コンバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする画像処理装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。
図１は、本発明に係わる電源装置の実施例についてその概略構成を示す図である。図１を参照して、以下に装置の構成及び動作を説明する。
本実施例の電源装置は、スイッチング電源方式を用いた２系統のコンバータ部を構成する。第１のコンバータ部３１は、スイッチング素子Ｑ１に印加される第１のドライブ回路３５からのオン幅またはオフ幅可変パルスにより入力電圧Ｖｉｎをスイッチング（オン／オフ）し、第１の整流回路３２を通して出力電圧Ｖｏｕｔ１に変換する。第１のコンバータ部３１の出力電圧Ｖｏｕｔ１は、第１のエラーアンプ３３により電圧Ｖｚ１を基準として検出および増幅し、エラー分が第１の制御回路３４を介して第１のドライブ回路３５にフィードバック制御され、基準電圧への安定化が図られる。
一方、第２のコンバータ部３６は、スイッチング素子Ｑ２に印加される第２のドライブ回路４０からの間引きパルスにより入力電圧Ｖｉｎをスイッチング（オン／オフ）し、第２の整流回路３７を通して出力電圧Ｖｏｕｔ２に変換する。第２のコンバータ部３６の出力電圧Ｖｏｕｔ２は、第２のエラーアンプ３８により電圧Ｖｚ２を基準として検出および増幅し、エラー分が間引き制御回路３９を介して第２のドライブ回路４０にフィードバック制御され、基準電圧への安定化が図られる。ただし、この時にドライブ回路４０に入力される制御信号によっては、第２のドライブ回路４０から出力する駆動パルスが第１のドライブ回路３５から出力される駆動パルスと同期して出力することがないようにする。つまり、間引き制御回路３９は、第１の制御回路３４から送られてくる同期制御信号と第２のエラーアンプ３８から送られてくる制御信号を受けて、同期した駆動パルスは必要により間引くように、第２のドライブ回路４０に制御信号を出力する。
なお、本実施例では、各コンバータ部３１，３６をスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が１つづつの１石コンバータ回路として例示しているが、どのような方式のコンバータ回路でもよく、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２についてもＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を用いているがどのようなスイッチング素子でもよい。また、エラーアンプ３３，３８も同様に通常のスイッチング電源で用いられているものと同様なものを用いる事が出来る。さらに、図１中に示していないが、一例としてエラーアンプ３３，３８と制御回路３４，３９との接続部等をフォトカプラーにより絶縁しても良い。
【００１９】
このように、本実施例では、スイッチング電源方式の電源装置を複数のコンバータまたはインバータにて構成する場合、第１系統の制御はオン幅またはオフ幅可変パルスによる制御で、他の系統の制御は前記第１系統に同期した信号を間引くことにより制御する間引きパルスによる制御とすることにより、各系統のスイッチング周波数を高い周波数に統一でき、さらに、第１系統だけへの高周波電流供給と、並列に接続した複数の系統への高周波電流供給とを切り替えられることにより、
１． 系統間において、ノイズ干渉による音の発生を防ぐことが可能となる。２． 各系統のトランス鉄損（ヒステリシス損）を小さくすることが可能となる。
これにより、省エネで、信頼性が高く、小型のスイッチング電源を安価に提供できる。
【００２０】
図２は、本発明に係わる電源装置の他の実施例についてその概略構成を示す図である。図２を参照して、以下に装置の構成及び動作を説明する。
本実施例の電源装置は、スイッチング電源方式を用いた２系統のコンバータ部を構成する上記実施例の電源装置（図１）における第１のコンバータ部および第２のコンバータ部を共振方式で動作する回路構成とした点で上記実施例と相違する。即ち、図２に示すように、第１のコンバータ部３１′のトランスの１次側を第１の一次共振回路４２、２次側を第１の二次共振回路４３とし、又、第２のコンバータ部３６′のトランスの１次側を第２の一次共振回路４４、２次側を第２の二次共振回路４５とした回路構成をとる。なお、本実施例はコンバータ部を共振方式とした以外は上記実施例の装置（図１）と相違しない。従って、ここでは図１と同一の構成については上記を参照することとし、説明は省略する。
【００２１】
図２の回路では、制御回路３４、間引き制御回路３９で第１，２のドライブ回路３５，４０に制御信号を出力し、第１，２のコンバータ部３１′，３６′における低電圧、低電流部でオン／オフの切り替えを行う。従って、オン／オフの切り替えのために用いるスイッチング素子またはスイッチとして小容量のものとすることが可能となる。また、共振方式で動作するので、コンバータ部は回路の小型化が図れ、安価となる。さらに、スイッチング損失が少なくなり、効率が向上する。
なお、図２に示していないが、第２のコンバータ部３６′のオン／オフの切り替えは、外部信号を基に行われてもよい。また、ここでは、２つのコンバータ部を設けた場合について例示したが、コンバータ部は必要によりさらに多数設けても良い。また、エラーアンプ３３，３８により検知した出力電圧を基とし、それぞれのコンバータ部３１′，３６′を制御する場合についてだけ説明したが、必要により複数のエラーアンプ検知出力電圧を基にして制御を行うようにしても良い。さらに、コンバータ部３１′，３６′の共振方式は電圧共振回路を示しているがどのような方式の共振回路でもよく、トリガー検知回路や保護回路は必要により配置しても良い。
【００２２】
次に、本発明に係わる誘導加熱装置の実施例について説明する。
先ず、間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の基本構成と適用対象との関係について説明する。
図４，５は、本発明による誘導加熱装置の実施例についてその基本構成を示す図である。図中の１は加熱部材である。また、２，３はコイル、６は交番電源、７はスイッチ又はスイッチング素子で、回路は並列接続されたコイル２，３それぞれにスイッチ又はスイッチング素子７を介して交番電源６を供給し得るように構成し、コイル２，３に給電するスイッチ７を同期してオンさせる。さらに、コイル２，３に給電するスイッチ７を必要により一方を同期してオンさせないようにして、共通の交番電源６からコイル２，３に供給される高周波電流により生じる相互干渉による悪影響が起きないようにする。
本実施例では、図４，５に示すように、加熱部材の別部分（内、外部或いは側、上、下部であってもよい）に交番電源６に接続されるコイル２，３を巻装する構成になっており、コイル２，３への交番電流の供給により誘起する交番磁束が加熱部材１を通り、この時誘導作用に基いて加熱部材１に電圧が発生し、その電圧に基づき電流が流れ、これにより、加熱部材１を発熱させ、焼き入れや金属溶融を行ったり、あるいは、発生する熱で水等を沸騰させたり、トナ−を溶かしたりする。
【００２３】
図４の加熱部材１は炊飯器、あるいは金属溶融炉等に適用する形状をなし、図５は電子写真方式における画像の加熱定着装置に適用する円筒形状、あるいは板材加熱炉に適用する板状の形状をしている。
図６は、図４の具体例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図で、同図において、なべ又はるつぼの上部に設けたボビン１０等により保持される。なべ又はるつぼの外部に側面に沿うようにボビン１０を介して磁性部材９が固着されている。磁性部材９はフェライト等の高透磁率を有する磁性材料で構成して、磁性部材９と対向部のなべ又はるつぼとを磁路とする閉鎖磁気回路を形成させる。また、上記なべ又はるつぼと磁性部材９の間にはコイル２、３が巻装されており、コイルには、スイッチまたは、スイッチング素子７を介して交番電源６が接続される。なお、図５においても同様に磁性部材を用いて磁気回路を構成することができる。
上記の様な構成で、コイル２，３への交番電源６の供給により誘起する交番磁束が磁性部材９と加熱部材１より成る閉磁路を通る。この時誘導作用に基いて加熱部材１に電圧が発生し、その電圧に基づく電流が加熱部材１に流れ、これにより加熱部材１が発熱することにより、直接的に加熱部材１を発熱させ、焼き入れや金属溶融を行ったり、加熱部材１を発熱させ、その熱で間接的に水を沸騰させたり、トナ−を溶かしたりする。
【００２４】
図７，８は間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の実施例を示す。
図７中の１は加熱部材である。また、２，３は誘導コイル、１４は制御回路、１５は整流回路、１６はスイッチ、１７は交流電源、１８，２０はそれぞれ第１，第２のコンデンサ、１９，２１はそれぞれ第１、第２の主スイッチ素子、２２はフィルタ回路で、これらにより誘導加熱装置の回路を構成する。
本実施例の回路では、制御回路１４よって、高周波電流を並列に接続した誘導コイル２，３の一方のコイルに対してオン幅またはオフ幅可変制御し、他方のコイルに対して前記オン／オフ幅可変制御されるコイルに同期した信号を間引いた制御信号を入力し、必要により同期してオンさせないようにする。なお、図７に詳細を示していないが、制御回路１４には、インバータの出力をフィードバックして第１、第２の主スイッチ素子１９，２１を駆動する制御回路の要素として、図１或いは図２と同様のエラーアンプ、制御回路及びドライブ回路を備えるようにする。
【００２５】
このように並列に接続した誘導コイル２，３への同時、同位相高周波電流供給と、一方の誘導コイルだけへの高周波電流供給とを切り替えるようにしたことにより、
１． インバータが干渉を起こさないようにすることが可能となる。
２． 加熱ムラを少なくすることが可能となる。
３． 加熱範囲の寸法や加熱対象物の寸法等が変化する場合には、その変化に対応することが可能となる。
４． 誘導コイル２，３の電力制御はインバータを構成する第１、第２の主スイッチング素子１９，２１にて行われることになり、個別のコイルごとに変化させることが可能となる。
これにより、省エネで、信頼性が高く、小型の誘導加熱装置を安価に提供できるようになる。
なお、本例では、一例として、スイッチング素子１９，２１が１つずつの１石インバータ回路を示しているがどのような方式のインバータ回路でもよく、スイッチング素子としては、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を始めとし、それ以外のどのようなスイッチング素子でもよい。また、制御回路１４のエラーアンプも同様に通常のスイッチング電源で用いられているものと同様なものを用いる事が出来る。さらに、一例として制御回路１４のエラーアンプとの接続部等をフォトカプラーにより絶縁しても良い。
【００２６】
また、図７に示す回路は、図示の例では誘導コイル３を加熱部材１の２箇所に分割配置した構成を採っているが、同一条件による加熱が必要な箇所が分散している場合に別個に回路を設けることによる回路の複雑化が回避されるので、回路が簡単になり、さらに、適正な加熱状態を容易に作ることが可能となる。
図８は、分割配置したコイルの他の実施例についてその構成を示す図である。図中の１は加熱部材である。また、２１，２２，３１，３２はコイル、６は交番電源、７はスイッチ又はスイッチング素子で、回路は、並列接続されたコイル２１，２２の組と、同じく並列接続されたコイル３１，３２の組を交番電源６に対し並列に接続し、それぞれの組にスイッチ又はスイッチング素子７を介して交番電源６を供給し得るように構成される。つまり、図４，５のコイル２をコイル２１，２２の組に、コイル３をコイル３１，３２の組に置き換えたもので、この配置により適正な加熱状態を容易に得ることができる。
【００２７】
図９は間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の他の実施例を示す。
図９中の１は加熱部材である。また、２，３は誘導コイル、１１は感熱素子、１２，１３はそれぞれ第１、第２のインバータ回路、１５は整流回路、１６はスイッチ、１７は交流電源、２２はフィルタ回路、３３，３８はそれぞれ第１、第２のエラーアンプ、３４は第１の制御回路、３９は間引き制御回路、３５，４０はそれぞれ第１、第２のドライブ回路で、これらにより誘導加熱装置の回路を構成する。
本実施例の回路では、第１の制御回路３４により第１のドライブ回路３５をオン幅またはオフ幅可変制御することにより第１のインバータ１２を駆動し、高周波電流を誘導コイル２に供給する。一方、間引き制御回路３９により第２のドライブ回路４０を第１の制御回路３４から出力されるオン／オフ幅可変制御信号に同期した信号を間引いた制御信号により第２のインバータ１３を駆動し、高周波電流を誘導コイル３に供給する。即ち、誘導コイル２，３の両方を動作させる場合、誘導コイル２がオンする時に誘導コイル３を同期してオンさせるようにする。誘導コイル２だけ動作させる場合、誘導コイル２がオンする時に誘導コイル３を同期してオンさせないようにする。
また、誘導コイル２，３により加熱される加熱部材１の温度を感熱素子１１により検出し、それぞれ基準電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２を設定した第１、第２のエラーアンプ３３，３８を介してフィードバックする制御回路を構成する。この制御回路において、基準電圧Ｖｚ１、Ｖｚ２を所望温度に設定することにより、加熱部材１をその温度に保つように制御することができる。
【００２８】
また、この実施例の回路では、制御回路３４、間引き制御回路３９で第１，２のドライブ回路３５，４０に制御信号を出力し、第１，２のインバータ回路１２，１３における低電圧、低電流部でオン／オフの切り替えを行う。従って、オン／オフの切り替えのために用いるスイッチング素子またはスイッチとして小容量のものとすることが可能となる。また、インバータ回路は共振方式で動作するので、回路の小型化が図れ、安価となる。さらに、スイッチング損失が少なくなり、効率が向上する。
なお、図９で図示していないが、第１，２のインバータ回路１２，１３のオン、オフの切り替えは、外部信号を基に行われてもよい。また、ここでは、２つのインバータ回路を設けた場合について例示したが、インバータ回路は必要により複数設けても良い。また、２つの感熱部材１１の検知温度を基とし、それぞれのインバータ回路１２，１３を制御する場合についてだけ説明したが、必要により複数の感熱部材による検知温度を基にして制御を行うようにしても良い。さらに、図９で図示していないが、トリガー検知回路や保護回路は必要により配置しても良い。
【００２９】
上記実施例の電源装置及び誘導加熱装置におけるコンバータ部やインバータ回路のスイッチング動作を制御するために設けられたフィードバック系を含む制御回路は、デジタル演算回路によるデジタル処理系により構成することができ、それをＩＣ（集積回路）により実施化が可能である。これによって、より高精度で安定した制御動作を確保することができ、省エネで、より信頼性が高く、小型の装置を安価に提供することが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
（１）請求項１に対応する効果
複数系統の電源回路において、第１の制御回路はオン幅又はオフ幅の可変制御を行い、第２の制御回路は前記第１の制御回路に同期した信号を間引いた制御信号による制御を行うことにより、各系統のパルス幅及び周期を同じに出来ることから、ノイズ干渉による音の発生を防ぐことが出来、信頼性が高く、小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。また、誘導加熱手段の加熱ムラを少なく、被加熱材の寸法が変化する場合には、その変化に対応することができ、さらに、誘導加熱手段の電力は、個別の誘導加熱手段毎に変化させることが出来、省エネ、信頼性が高く、小型で、安価な誘導加熱定着処理手段を持った高性能の画像処理装置を提供できる。
（２）請求項２の発明に対応する効果
上記（１）の効果に加えて、第１の系統と第２の系統の変換回路を共振方式のコンバータ又はインバータとしてことにより、よりスイッチング損失を少なく、あるいは、発生させず、より省力で、信頼性が高く、小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。
（３）請求項３の発明に対応する効果
上記（１）、（２）の効果に加えて、第１及び第２の制御回路をデジタル演算回路で構成することにより、安定した制御動作を確保することができ、省エネで、より信頼性が高く、小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。
（４）請求項４の発明に対応する効果
上記（１）〜（３）の効果に加えて、第１及び第２の制御回路をＩＣで構成することにより、相エネで、信頼性が高く、より小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。
（５）請求項５の発明に対応する効果
上記（１）〜（４）の効果に加えて、第１の系統と第２の系統の変換回路がインバータであり、第１及び第２の制御回路が該インバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことにより、所望の高周波電力を供給でき、より省エネで、信頼性が高く、小型の電源装置を備えた画像処理装置を提供できる。
（６）請求項６の発明に対応する効果
上記（１）〜（５）の効果に加えて、第１の系統と第２の系統の変換回路がコンバータであり、第１及び第２の制御回路が該コンバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことにより、各系統のスィッチングオン幅及び周波数を同じに出来るため各系統トランス鉄損（ヒステリヒス損）を小さくすることができ、省エネ、信頼性が高く、より小型のスイッチング電源を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スイッチング電源を用いた２系統のコンバータ部よりなる本発明に係わる電源装置の実施例の概略構成を示す。
【図２】 スイッチング電源を用いた２系統のコンバータ部よりなる本発明に係わる電源装置の他の実施例の概略構成を示す。
【図３】 スイッチング電源を用いた２系統のコンバータ部よりなる従来の電源装置の一例を示す
【図４】 本発明による誘導加熱装置の実施例の概略構成を示す。
【図５】 本発明による誘導加熱装置の他の実施例の概略構成を示す。
【図６】 図４に示される誘導加熱装置の具体化例を示す。
【図７】 間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の実施例を示す。
【図８】 分割配置した誘導コイルの他の実施例の構成を示す。
【図９】 間引き制御動作を行う電源装置を利用する誘導加熱装置の他の実施例を示す。
【図１０】 従来のシールド板を備えた板材加熱炉の簡略構成を示す。
【図１１】 従来の並列接続された誘導コイルを備えた炊飯器または、金属溶融炉の簡略構成を示す。
【図１２】 従来の誘導コイルと加熱部材とのギャップを変化させた誘導加熱装置の構成を示す。
【符号の説明】
１，１０１…加熱部材（なべ、るつぼ、金属魂、金属薄板材、金属ローラ等）、
２，２１，２２，３，３１，３２１０２，１０３…誘導コイル（加熱コイル）、
６，２４，２５，２６，１０６…交番電源、
７…主スイッチング素子またはスイッチ、
９…磁性部材、 １０…ボビン、
１１…感熱素子、 １２，１３…インバータ回路、
１４…制御装置、 １５…整流回路、
１６…スイッチ、 １７…交流電源、
１８，２０…コンデンサ、 １９，２１…主スイッチング素子、
２２…フィルター回路 、 ２３…シールド部品。
３１，３１′…第１のコンバータ部、３６，３６′…第２のコンバータ部
３２…第１の整流回路、 ３７…第２の整流回路、
３３…第１のエラーアンプ、 ３８…第２のエラーアンプ、
３４…第１の制御回路、 ４１…第２の制御回路、
３５…第１のドライブ回路、 ４０…第２のドライブ回路、
３９…間引き制御回路、 Ｑ１，Ｑ２…スイッチング素子。
Claims (6)
- スイッチング電源方式を用いた第１の系統と第２の系統の変換回路を有する電源装置を備えた誘導加熱装置を電子写真方式における画像の加熱定着処理に用いる画像処理装置であって、
前記誘導加熱装置は、
第１の系統の出力電流が供給され、個別に電力が制御される第１の誘導加熱手段と、
第２の系統の出力電流が供給され、個別に電力が制御される第２の誘導加熱手段と、
前記第１及び第２の誘導加熱手段によって加熱される部材の温度を検知する感熱素子と、
前記感熱素子の検知結果に応じて、前記第１の系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に、オン幅若しくはオフ幅が可変制御された信号を出力し、該第 1 系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に出力された信号と同期した同期制御信号を前記第２の系統へ出力する第１の制御回路と、
前記第１の制御回路によって出力された同期制御信号が入力され、前記感熱素子の検知結果に応じて、該同期制御信号を間引いて前記第２の系統の入力側のスイッチング手段の駆動回路に出力する第２の制御回路と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１に記載された画像処理装置において、
前記第１の系統と第２の系統の変換回路が共振方式のコンバータ又はインバータであることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１又は２に記載された画像処理装置において、
前記第１及び第２の制御回路をデジタル演算回路で構成したことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載された画像処理装置において、
前記第１及び第２の制御回路をＩＣで構成することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載された画像処理装置において、
前記第１の系統と第２の系統の変換回路がインバータであり、前記第１及び第２の制御回路が該インバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載された画像処理装置において、
前記第１の系統と第２の系統の変換回路がコンバータであり、前記第１及び第２の制御回路が該コンバータの出力によるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする画像処理装置。
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