JP5514785B2 - 定着装置及び当該定着装置を有する画像形成装置 - Google Patents

Description

本開示は、定着装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置は、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定着装置を備えている。そして、定着装置は、電磁誘導加熱により、記録紙を加熱する場合がある。

上述の装置は、スイッチング素子をオンオフさせて、誘導コイルで発生する磁束の大きさ及び向きを変化させることにより、定着ローラを発熱させる。

ところで、スイッチング素子がオンオフする際には自己発熱が生じる。かかる自己発熱により、スイッチング素子の温度が、当該スイッチング素子が破壊する温度である破壊温度（絶対最大定格）に達すると、当該スイッチング素子が破壊してしまう。

そこで、スイッチング素子の温度が破壊温度に達することを防止するため、スイッチング素子の温度を検出する温度センサが配置されており、当該画像形成装置は、温度センサにより検出された、スイッチング素子の温度が予め設定された温度に達すると、スイッチング素子のオンオフの切り換えを停止させる。これにより、スイッチング素子の温度が破壊温度に達してスイッチング素子が破壊されることが防止される。

特開２００４−３２７１２４号公報 特開２００５−２５７８９８号公報 特開２００３−２０２７７２号公報

ところで、温度センサにより検出されるスイッチング素子の温度は、スイッチング素子から温度センサに熱伝導されるものである。そのため、温度センサにより検出される温度と、スイッチング素子の温度との間にはズレが生じる。また、このような温度のズレは、画像形成装置の動作状態によっても変動する。

そのため、上記のように、温度センサにより検出される温度が予め設定された温度に達したときに、スイッチング素子のオンオフの切り換えを停止させていては、スイッチング素子のオンオフの切り換えの停止が、スイッチング素子の温度変化に間に合わない場合がある。そのため、スイッチング素子を加熱による破壊から確実に保護することが困難であった。

本開示は、上記の問題を解決するためになされたもので、スイッチング素子を過熱から保護する確実性を向上させることが可能な定着装置及び当該定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

本開示の一局面に従う定着装置は、トナー像を熱により記録紙に定着させる定着部と、前記定着部を発熱させるための磁束を発生させるための電流をスイッチングするスイッチング素子を含み、前記定着部を発熱させるための磁束を発生させる磁束発生部と、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、前記磁束発生部による磁束によって前記定着部の発熱を開始させて、当該定着部の温度を、前記トナー像を前記記録紙に定着させるのに適した定着温度にまで上昇させる立ち上げモードと、前記定着部の温度が前記定着温度に達した後、当該定着部の温度が前記定着温度を維持するよう、前記定着部の発熱を制御する定常モードとを実行する制御部とを備え、前記制御部は、前記立ち上げモードの期間中、前記温度検出部が検出した前記スイッチング素子の温度が、前記スイッチング素子が破壊するおそれのある温度である破壊温度よりも低い第１基準温度以上のときに、前記スイッチング素子をオフさせ、前記定常モードの期間中、前記温度検出部が検出した前記スイッチング素子の温度が、前記破壊温度よりも低くかつ前記第１基準温度よりも高い第２基準温度以上のときに、前記スイッチング素子をオフさせる。

立ち上げモードでは、定着部の温度を低温から定着温度にまで上昇させるためにスイッチング素子に流れる電流が増加し、スイッチング素子の発熱量が増加する。

そうすると、スイッチング素子の温度上昇が急激となるが、その熱が温度検出部に伝わるのに時間がかかるため、温度検出部の温度はスイッチング素子の温度から遅れて上昇する。

そのため、温度検出部によって検出されるスイッチング素子の検出温度と、実際のスイッチング素子の温度との間の温度差が増大する。

一方、定常モードでは、定着部の温度を定着温度に維持させるのにさほど大きな電力が消費されないため、スイッチング素子の発熱量は立ち上げモードよりも少ない。

そのため、定常モードでは、検出温度と、実際の温度との温度差は、立ち上げモードより少なくなる。

そこで、この構成によれば、制御部は、立ち上げモードでは、温度検出部によって検出されたスイッチング素子の温度が、定常モードにおける基準温度より低い第１基準温度を超えたとき、スイッチング素子をオフさせるので、検出温度と実際の温度との差が定常モードより増大しても、実際の温度が破壊温度を超える前にスイッチング素子をオフさせる確実性が増大する。

また、磁束発生部が、電磁誘導加熱により定着部を発熱させるため、省エネルギー化を図ることができる。

また、検出温度と実際の温度との差が立ち上げモードより小さい定常モードでは、もし仮に、検出温度が立ち上げモードと同じ第１基準温度を超えたときにスイッチング素子をオフさせると、実際の温度が破壊温度を超えるおそれのない場合にまでスイッチング素子をオフさせてしまうおそれがある。

そこで、この構成によれば、制御部は、定常モードでは、検出温度が、第１基準温度より高く、破壊温度に近い温度である第２基準温度を超えるまで、スイッチング素子をオフしないので、不必要にスイッチング素子をオフして定着温度を維持できなくなるおそれが低減される。

そして、制御部は、定常モードでは、破壊温度より低い第２基準温度を検出温度が超えたとき、スイッチング素子をオフするので、実際の温度がスイッチング素子の破壊温度を超える前に、スイッチング素子をオフする確実性が増大する。

結果として、スイッチング素子の過熱による破壊を適切に防止することが可能となる。

また、前記温度検出部は、前記スイッチング素子の温度を示す電圧を出力し、前記制御部は、所定の周期を有するパルス信号を前記スイッチング素子へ出力することによって、前記スイッチング素子をオンオフさせる制御回路と、前記立ち上げモードの期間中、前記第１基準温度を示す第１基準電圧を基準電圧として設定し、前記定常モードの期間中、前記第２基準温度を示す第２基準電圧を前記基準電圧として設定する基準温度切替部と、前記温度検出部から出力された電圧と、前記設定された基準電圧とを比較する比較器とを含み、前記比較器は、前記温度検出部から出力された電圧によって示される温度が、前記設定された基準電圧によって示される温度以上のとき、前記パルス信号を、前記スイッチング素子をオフさせる信号レベルに強制的に固定することが好ましい。

この構成によれば、立ち上げモードの期間中において温度検出部が検出したスイッチング素子の温度が第１基準温度以上か否か、定常モードの期間中において、温度検出部が検出したスイッチング素子の温度が第２基準温度以上か否かの判定が、比較器による電圧比較によって行われるので、スイッチング素子の温度が基準温度以上となったときに速やかにスイッチング素子をオフさせることができる。その結果、スイッチング素子を過熱による破壊から保護できる確実性が向上する。

また、前記電流を供給する電源をさらに備え、前記磁束発生部は、誘導コイルと、前記誘導コイルに直列に接続された共振コンデンサとをさらに含み、前記スイッチング素子は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを含み、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との直列回路が前記電源とグランドとの間に接続され、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続点とグランドとの間に、前記誘導コイルと前記共振コンデンサの直列回路が接続され、前記制御部は、前記パルス信号として位相が１８０度異なる２つのパルス信号を生成し、一方のパルス信号を前記第１スイッチング素子へ出力し、他方のパルス信号を前記第２スイッチング素子へ出力することによって、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子を、一方をオンさせ他方をオフさせた状態で交互にオンオフさせることが好ましい。

この構成によれば、誘導コイルに、パルス信号の周期と同期して交互に逆方向に電流を流すことができるので、誘導コイルによって、周期的に向き及び大きさが変化する磁束を発生させることができる。

また、前記温度検出部は、前記第１スイッチング素子の温度を示す第１電圧と前記第２スイッチング素子の温度を示す第２電圧とを出力し、前記比較器は、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一方の示す温度が、前記設定された基準電圧によって示される温度以上のとき、前記２つのパルス信号を、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とをオフさせる信号レベルに強制的に固定することが好ましい。

この構成によれば、第１及び第２スイッチング素子のいずれかが過熱によってスイッチング素子が破壊されうる温度になる前に、第１及び第２スイッチング素子が両方ともオフされるので、第１及び第２スイッチング素子を過熱による破壊から保護できる確実性が向上する。

また、前記第１基準温度として、前記立ち上げモードの期間中における前記スイッチング素子の実際の温度と前記温度検出部によって検出された温度との差に所定のマージンを加えた値を、前記破壊温度から減じた温度が予め設定され、前記第２基準温度として、前記定常モードの期間中における前記スイッチング素子の実際の温度と前記温度検出部によって検出された温度との差に所定のマージンを加えた値を、前記破壊温度から減じた温度が予め設定されていることが好ましい。

この構成によれば、制御部が、立ち上げモードの期間中、温度検出部が検出したスイッチング素子の温度が第１基準温度以上のときにスイッチング素子をオフさせることによって、スイッチング素子の温度が破壊温度に達することを防止できる確実性が向上する。また、制御部が、定常モードの期間中、スイッチング素子の温度が第２基準温度以上のときにスイッチング素子をオフさせることによって、スイッチング素子の温度が破壊温度に達することを防止できる確実性が向上する。

また、本開示の一局面に従う画像形成装置は、上述の定着装置と、画像データを取得する画像データ取得部と、前記画像データ取得部により取得された画像データを、前記定着装置によって、記録紙にトナー像として定着させる画像形成部とを備える。

この構成によれば、上述の定着装置を備えるため、上述の効果を奏する画像形成装置を提供することができる。

上記構成によれば、スイッチング素子を過熱から保護する確実性を向上させることが可能となる。

本開示によれば、スイッチング素子を過熱から保護する確実性を向上させることが可能となる。

本開示の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。 画像形成装置に内蔵される定着装置の機能モジュールの一例を示したブロック図である。 磁束発生部の具体的な構成例を模式的に示した図である。 スイッチ及び比較器の具体的な配置例を示した図である。 正常時における、温度検出部により検出されるスイッチング素子の温度と、実際のスイッチング素子の温度との関係を示した図である。 立ち上げモードで、スイッチング素子の過熱異常が生じたときの、温度検出部より検出されるスイッチング素子の温度と、実際のスイッチング素子の温度との関係を示した図である。 定常モードで、スイッチング素子の過熱異常が生じたときの、温度検出部により検出されるスイッチング素子の温度と、実際のスイッチング素子の温度との関係を示した図である。 定着装置の基本動作の一例について示したフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。尚、画像形成装置１には、後述する定着装置が内蔵されている。

画像形成装置１は、画像読取部２００（画像データ取得部の一例）と、画像形成本体部２２とを備える。画像読取部２００は、原稿給紙部２１０と、スキャナ部２２０と、ＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）２３１と、画像形成本体部２２の前面に露出するように配置されたユーザインタフェース部Ｉと、後述する反転機構を備えて構成されている。

原稿給紙部２１０は、ＡＤＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）を備え、原稿トレイ２１１、ピックアップローラ２１２、プラテン２１３、排紙ローラ対２１４及び排紙トレイ２１５を有する。原稿トレイ２１１には、読取対象とされる原稿が載置される。原稿トレイ２１１に載置された原稿は、１枚ずつピックアップローラ２１２によって取り込まれ、間隙を介して順次プラテン２１３へ搬送される。プラテン２１３を経由した原稿は、排紙ローラ対２１４によって排紙トレイ２１５へ順次排出される。

プラテン２１３の周面に対向する位置のうち、原稿の搬送方向において読取位置Ｐより手前の予め定められた位置には、原稿を検出する図略のタイミングセンサが設置されている。そしてそのタイミングセンサの出力要求に基づき、読取位置Ｐへの原稿の搬送タイミングが図られる。タイミングセンサは、例えばフォトインタラプタにより構成される。

スキャナ部２２０は、原稿の画像を光学的に読み取って画像データを生成するものである。スキャナ部２２０は、ガラス２２１、光源２２２、第１ミラー２２３、第２ミラー２２４、第３ミラー２２５、第１キャリッジ２２６、第２キャリッジ２２７、結像レンズ２２８、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）２２９を備える。

このスキャナ部２２０は、光源２２２として白色蛍光ランプを備える。また、スキャナ部２２０は、第１ミラー２２３、第２ミラー２２４、第３ミラー２２５、及び結像レンズ２２８により、原稿からの光をＣＣＤ２２９に導く。スキャナ部２２０は、光源２２２として白色蛍光ランプを用いて構成されていることから、光源として３色ＬＥＤ等が用いられる後述のＣＩＳ２３１よりも色再現性に優れる。

ガラス２２１には、原稿給紙部２１０によらない原稿読取時に、ユーザの手動により原稿が載置される。光源２２２及び第１ミラー２２３は第１キャリッジ２２６によって支持され、第２ミラー２２４及び第３ミラー２２５は第２キャリッジ２２７によって支持されている。

画像読取部２００の原稿読取方式として、ガラス２２１上に載置された原稿をスキャナ部２２０が読み取るフラットベッド読取モードと、原稿を原稿給紙部２１０（ＡＤＦ）によって取り込み、その搬送途中で原稿を読み取るＡＤＦ読取モードとがある。

フラットベッド読取モードでは、光源２２２がガラス２２１上に載置された原稿を照射し、主走査方向１ライン分の反射光が第１ミラー２２３、第２ミラー２２４、第３ミラー２２５の順に反射して、結像レンズ２２８に入射する。結像レンズ２２８に入射した光はＣＣＤ２２９の受光面で結像される。

ＣＣＤ２２９は一次元のイメージセンサであり、１ライン分の原稿の画像データを重複して処理する。第１キャリッジ２２６及び第２キャリッジ２２７は、主走査方向と直交する方向（副走査方向、矢印Ｙ方向）に移動可能に構成されており、１ライン分の読み取りが終了すると、副走査方向に第１キャリッジ２２６及び第２キャリッジ２２７が移動し、次のラインの読み取りが行われる。

ＡＤＦ読取モードでは、原稿給紙部２１０が原稿トレイ２１１に載置された原稿をピックアップローラ２１２によって１枚ずつ取り込む。このとき、第１キャリッジ２２６及び第２キャリッジ２２７は、読取窓２３０の下方に位置する予め定められた読取位置Ｐに配置される。

原稿給紙部２１０による原稿搬送で、原稿がプラテン２１３に対面して設けられた読取窓２３０上を通過するとき、光源２２２が原稿を照射し、主走査１ライン分の反射光が第１ミラー２２３、第２ミラー２２４、第３ミラー２２５の順に反射して、結像レンズ２２８に入射する。結像レンズ２２８に入射した光はＣＣＤ２２９の受光面で結像される。続いて原稿は原稿給紙部２１０によって搬送され、次のラインが読み取られる。

更に、原稿給紙部２１０は、切換ガイド２１６、反転ローラ対２１７及び反転搬送路２１８を備えた反転機構を有する。この反転機構が、１回目のＡＤＦ読み取りによって表面が読み取られた原稿を表裏反転させて読取窓２３０に向けて再搬送することで、再度ＣＣＤ２２９によって裏面の読み取りが行われる。

この反転機構は、両面読み取り時にのみ動作し、片面読み取り時は動作しない。片面読み取り時及び両面読み取り時において裏面の読み取り後、切換ガイド２１６は上側に切り替えられ、プラテン２１３を経た原稿は、排紙ローラ対２１４によって排紙トレイ２１５に排紙される。

両面読み取り時における表面読み取り後、切換ガイド２１６は下側に切り替えられ、プラテン２１３を経た原稿は反転ローラ対２１７によって反転搬送路２１８へ搬送される。その後、切換ガイド２１６は上側へ切り替わり、反転ローラ対２１７が逆回転して原稿をプラテン２１３へ再給紙する。以下、反転機構を用いて原稿の両面を読み取らせるモードを両面反転読取モードと表記する。

更に、画像読取部２００は、ＡＤＦ読取モード時において、前述したように原稿の搬送途中でＣＣＤ２２９（スキャナ部２２０）によって原稿の表面の読み取りを行わせるのと略重複して（略並行して）、ＣＩＳ２３１によって原稿の裏面の読み取りを行わせることが可能である。この場合、原稿トレイ２１１からプラテン２１３に向けて搬送された原稿は、読取窓２３０上を通過するときにＣＣＤ２２９によって表面が読み取られ、更にＣＩＳ２３１の配置箇所を通過する際に裏面が読み取られる。なお、ＣＩＳ２３１では、光源としてＲＧＢの３色ＬＥＤ等が用いられる。

このようにＣＣＤ２２９とＣＩＳ２３１を用いることで、原稿給紙部２１０による原稿トレイ２１１から排紙トレイ２１５までの一回の原稿搬送操作（ワンパス）によって原稿の表裏両面の読み取りが可能となる。以下、このようにＣＣＤ２２９とＣＩＳ２３１を用いて原稿の両面を読み取らせるモードを両面同時読取モードと表記する。

両面反転読取モード及び両面同時読取モードは、ＡＤＦ読取モードを用いて原稿の両面読み取りを行う際の読取モードとして備えられている。両面反転読取モードは、両面の印刷画像の画質を揃えたい場合に利用される一方、両面同時読取モードは、両面の印刷画像の画質に差があっても、読取時間の短縮化を優先させたい場合に利用される。画像形成装置１は、例えば両面同時読取モードに初期設定されており、読取モードのモード設定操作が何も行われないまま画像形成指示が入力された場合には、両面同時読取モードで原稿の画像読取動作が行われるようになっている。

画像形成装置１は、画像形成本体部２２と、画像形成本体部２２の左方に配設されたスタックトレイ６とを有している。画像形成本体部２２は、複数の給紙カセット４６１と、給紙カセット４６１から記録紙Ｐを１枚ずつ繰り出して画像形成部４０へ搬送する給紙ローラ４６２と、給紙カセット４６１から搬送されてきた記録紙Ｐに画像を形成する画像形成部４０とを備える。また、画像形成本体部２２は、給紙トレイ４７１と該給紙トレイ４７１に載置された原稿を１枚ずつ画像形成部４０に向けて繰り出す繰り出しローラ４７２とを備える。

画像形成部４０は、感光体ドラム４３の表面から残留電荷を除電する除電装置４２１と、除電後の感光体ドラム４３の表面を帯電させる帯電装置４２２と、スキャナ部２２０で取得された画像データに基づいてレーザ光を出力して感光体ドラム４３の表面を露光し、感光体ドラム４３の表面に静電潜像を形成する露光装置４２３と、静電潜像に基づいて感光体ドラム４３上に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する現像装置４４Ｋ，４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃと、感光体ドラム４３に形成された各色のトナー画像が転写されて重ね合わせされる転写ドラム４９と、転写ドラム４９上のトナー像を用紙に転写させる転写装置４１と、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に定着させる定着部４５とを備えている。

なお、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーの供給は、図略のトナーカートリッジから行われる。また、画像形成部４０を通過した記録紙Ｐをスタックトレイ６又は排出トレイ４８まで搬送する搬送ローラ対４６３，４６４等が設けられている。

記録紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、画像形成部４０で記録紙Ｐの一方の面に画像を形成した後、この記録紙Ｐを排出トレイ４８側の搬送ローラ対４６３にニップされた状態とする。この状態で搬送ローラ対４６３を反転させて記録紙Ｐをスイッチバックさせ、記録紙Ｐを用紙搬送路Ｌに送って画像形成部４０の上流域に再度搬送し、画像形成部４０により記録紙Ｐの他方の面に画像を形成した後、記録紙Ｐをスタックトレイ６又は排出トレイ４８に排出する。

定着部４５は、発熱する定着ローラ４５Ａと、定着ローラ４５Ａとの間でニップを形成する加圧ローラ４５Ｂとを備える。定着部４５は、定着ローラ４５Ａと加圧ローラ４５Ｂとの間のニップにおいて、記録紙Ｐに転写されたトナー像を熱により当該記録紙Ｐに定着させる。

ユーザインタフェース部Ｉは、液晶モニタなどで構成された表示部５と、操作キー１８とを備える。

ユーザインタフェース部Ｉは、例えば、操作キー１８の操作によってコピー機能が選択され、図示しないスタートキーが操作されたとき、コピー機能の実行指示を後述する印字ジョブの実行指示として受け付ける。コピー機能は、画像読取部２００によって原稿画像を読み取り、画像形成部４０によって原稿画像を記録紙Ｐに形成する機能である。

表示部５は、操作キー１８の操作によって選択された機能を実行するための画像を表示するために配置されている。

図２は、画像形成装置１に内蔵される定着装置の機能モジュールの一例を示したブロック図である。

定着装置２は、先述の定着ローラ４５Ａを少なくとも含む定着部４５、コントローラ１０、誘導コイル１２１、及び温度検出部１４を備える。尚、定着部４５の機能については先述した通りであるため、説明を省略する。

また、コントローラ１０の一部と、誘導コイル１２１とによって、磁束発生部１２が構成されている。図２において、２点鎖線で磁束発生部１２を示している。磁束発生部１２は、スイッチング素子１２０、通電されたとき磁束を発生させる誘導コイル１２１、スイッチング素子１２０をオンオフさせるためのゲートドライバ１２２（駆動部の一例）、及び誘導コイル１２１で発生する磁束の大きさ及び方向を変化させるための共振コンデンサ１２３を備えて構成されている。

図３は、磁束発生部１２の具体的な構成例を模式的に示した説明図である。磁束発生部１２は、スイッチング素子１２０として、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂを備える。

そして、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの直列回路が電源Ｖとグランドとの間に配置されている。スイッチング素子１２０Ａとスイッチング素子１２０Ｂとの接続点には、誘導コイル１２１と共振コンデンサ１２３との直列回路の一端が接続されている。そしてまた、誘導コイル１２１と共振コンデンサ１２３との直列回路の他端がグランドに接続されている。具体的には、スイッチング素子１２０Ａのコレクタが電源Ｖに接続され、スイッチング素子１２０Ａのエミッタがスイッチング素子１２０Ｂのコレクタに接続され、スイッチング素子１２０Ｂのエミッタがグランドに接続されている。そして、スイッチング素子１２０Ａのエミッタとスイッチング素子１２０Ｂのコレクタとの接続点に、誘導コイル１２１の一端が接続され、誘導コイルの他端が共振コンデンサ１２３の一端に接続され、共振コンデンサ１２３の他端がグランドに接続されている。

尚、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂとしては、例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等、種々の半導体スイッチング素子を用いることができる。

かかる構成の磁束発生部１２では、スイッチング素子１２０Ａがオンしスイッチング素子１２０Ｂがオフしているときには、電源Ｖから、スイッチング素子１２０Ａ、誘導コイル１２１、及び共振コンデンサ１２３を介してグランドへ電流が流れる。この場合、電流は誘導コイル１２１を紙面右方向に流れ、この電流により共振コンデンサ１２３に電荷が蓄積される。

一方で、スイッチング素子１２０Ａがオフしスイッチング素子１２０Ｂがオンしているときには、共振コンデンサ１２３が放電する。そして共振コンデンサ１２３の放電電流が、誘導コイル１２１及びスイッチング素子１２０Ｂを介してグランドへ流れる。この場合、電流は誘導コイル１２１を紙面左方向に流れる。

温度検出部１４は、定着ローラ４５Ａの温度を検出し、当該温度を電圧で表した電圧信号をコントローラ１０に向けて出力する。かかる温度検出部１４は、サーミスタや熱電対などの感熱素子を用いて構成されている。尚、後述する温度検出部１３も、温度検出部１４と同様に、サーミスタや熱電対などの感熱素子を用いて構成されている。

コントローラ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成されており、定着装置２を統括的に制御する。コントローラ１０は、制御部２０、温度検出部１３、ゲートドライバ１２２、スイッチング素子１２０、及び共振コンデンサ１２３を備える。制御部２０は、制御回路１００、基準温度切換部１０１、スイッチ１０２、比較器１０３、及びバッファ１０４Ａ，１０４Ｂを備える。

温度検出部１３は、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂそれぞれについて、温度を検出し、検出された温度を表す電圧Ｖｔａ，Ｖｔｂを、コントローラ１０に出力する。例えば、温度検出部１３は、２つの感熱素子を備えたブロックであり、各感熱素子は、例えば、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂのパッケージ表面に配置されている。以下、温度検出部１３によって検出されたスイッチング素子１２０Ａの温度を検出温度Ｔ２Ａ、温度検出部１３によって検出されたスイッチング素子１２０Ｂの温度を検出温度Ｔ２Ｂ、検出温度Ｔ２Ａを表す電圧をＶｔａ、検出温度Ｔ２Ｂを表す電圧をＶｔｂとする。また、検出温度Ｔ２Ａと検出温度Ｔ２Ｂとを総称して検出温度Ｔ２と称し、電圧Ｖｔａと電圧Ｖｔｂとを総称して電圧Ｖｔと称する。

制御回路１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えて構成されており、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂのオン、オフを制御する。尚、制御回路１００の機能については後述する。

基準温度切換部１０１は、スイッチ１０２を駆動させるための駆動電流を出力する駆動回路である。この基準温度切換部１０１は、制御回路１００から、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ａに接続することを指示する切換信号が出力されたとき、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ａに接続させる。

一方で、基準温度切換部１０１は、制御回路１００から、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ｂに接続することを指示する切換信号が出力されたとき、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ｂに接続させる。

スイッチ１０２は、接点ａ、接点ｂ、及び接点Ｃを備えている。スイッチ１０２は、接点Ｃと接点ａとを導通（接続）させる第１状態と、接点Ｃと接点ｂとを導通（接続）させる第２状態とを切替可能な切替スイッチである。接点ａには、例えば図略の定電圧回路から、第１基準温度ＴＳ１を表す電圧である基準電圧Ｖ１（第１基準電圧）が供給されている。接点ｂには、例えば図略の定電圧回路から、第２基準温度ＴＳ２を表す基準電圧Ｖ２（第２基準電圧）が供給されている。基準電圧Ｖ１，Ｖ２及び電圧Ｖｔは、例えば、電圧が高くなるほど高い温度を示している。

ところで、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂの自己発熱により生じた熱が熱伝導により温度検出部１３まで伝わるのに時間がかかるため、定着温度未満の低温状態にある定着部４５（定着ローラ４５Ａ）の温度を定着温度にまで上昇させる立ち上げモードを実行すると、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂの実際の温度と検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂとの間に差が生じる。

以下、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂの実際の温度をそれぞれ実際温度Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂと称し、実際温度Ｔ１Ａ、Ｔ１Ｂを総称して実際温度Ｔ１と称する。

第１基準温度ＴＳ１は、例えば以下のようにして求められ、予め設定されている。すなわち、正常な画像形成装置１の立ち上げモードの実行中にスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの発熱に起因する急激な温度上昇によって生じる実際温度Ｔ１と検出温度Ｔ２との間の温度差の最大値Ｔｕｐを例えば実験的に測定する。そして、この最大値ＴｕｐにマージンＭを加えた値を、破壊温度Ｔａから減じた値が第１基準温度ＴＳ１とされている。

具体的には、第１基準温度ＴＳ１は、例えば以下の式（１）によって求められる。

ＴＳ１＝Ｔａ−（Ｔｕｐ＋Ｍ） ・・・（１）
第２基準温度ＴＳ２は、例えば以下のようにして求められ、予め設定されている。すなわち、正常な画像形成装置１の定常モードの実行中にスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの発熱に起因する穏やかな温度上昇によって生じる実際温度Ｔ１と検出温度Ｔ２との間の温度差の最大値Ｔconstを例えば実験的に測定する。そして、この最大値ＴconstにマージンＭを加えた値を、破壊温度Ｔａから減じた値が第２基準温度ＴＳ２とされている。

具体的には、第２基準温度ＴＳ２は、例えば以下の式（２）によって求められる。

ＴＳ２＝Ｔａ−（Ｔconst＋Ｍ） ・・・（２）
以下、第１基準温度ＴＳ１と第２基準温度ＴＳ２とを総称して、単に基準温度ＴＳと称する。

ここで、破壊温度Ｔａは、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂが破壊するおそれのある温度である。破壊温度Ｔａとしては、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂが、例えばＭＯＳＦＥＴなどのトランジスタで構成されている場合には、絶対最大定格として定められた温度を用いることができる。

比較器１０３は、例えば、オペアンプを用いて構成されている。比較器１０３の非反転入力端子（＋）にはスイッチ１０２の接点Ｃが接続されている。従って、制御回路１００が、基準温度切換部１０１によってスイッチ１０２の接点Ｃと接点ａとを接続させると、比較器１０３の非反転入力端子（＋）に基準電圧Ｖ１が印加される。また、制御回路１００が、基準温度切換部１０１によってスイッチ１０２の接点Ｃと接点ｂとを接続させると、比較器１０３の非反転入力端子（＋）に基準電圧Ｖ２が印加される。

このように、制御回路１００は、基準電圧Ｖ１と基準電圧Ｖ２とを選択的に比較器１０３の非反転入力端子（＋）に印加するようになっている。基準電圧Ｖ１及び基準電圧Ｖ２は、第１基準温度ＴＳ１及び第２基準温度ＴＳ２とそれぞれ対応しているから、制御回路１００は、スイッチ１０２を切り替えることによって、第１基準温度ＴＳ１と第２基準温度ＴＳ２とのいずれかを選択することができる。

比較器１０３の反転入力端子（−）には温度検出部１３が接続されている。そして、温度検出部１３から出力された電圧Ｖｔが、反転入力端子（−）に印加される。

比較器１０３は、反転入力端子（−）に入力された電圧Ｖｔが、非反転入力端子（＋）に入力された電圧以上となったとき、Ｌ（ロー）レベルの電圧信号を、バッファ１０４Ａ，１０４Ｂを介して信号ラインＬ１及びＬ２へ出力する。このとき、ゲートドライバ１２２に入力される信号のレベルがＬレベルに固定される。

図４はスイッチ１０２及び比較器１０３の具体的な配置例を示した回路図である。図４に示す比較器１０３は、比較器１０３Ａと比較器１０３Ｂとを含んでいる。また、比較器１０３Ａ，１０３Ｂの出力信号は抵抗Ｒによってプルアップされている。

図４では、スイッチング素子１２０Ａに対応して比較器１０３Ａが設けられ、スイッチング素子１２０Ｂに対応して比較器１０３Ｂが設けられている。

そして、スイッチ１０２は、比較器１０３Ａ及び１０３Ｂに共通して配置されており、スイッチ１０２の接点Ｃが比較器１０３Ａ，１０３Ｂの非反転入力端子（＋）に接続されている。これにより、比較器１０３Ａ，１０３Ｂの非反転入力端子（＋）には、スイッチ１０２を通じて、第１基準温度ＴＳ１を示す基準電圧Ｖ１と、第２基準温度ＴＳ２を示す基準電圧Ｖ２とのいずれかが入力される。

比較器１０３Ａの反転入力端子（−）には、温度検出部１３から出力された電圧Ｖｔａが入力され、比較器１０３Ｂの反転入力端子（−）には、温度検出部１３から出力された電圧Ｖｔｂが入力される。

比較器１０３Ａは、温度検出部１３から出力された電圧Ｖｔａが、スイッチ１０２によって選択された基準電圧以上となったとき、Ｌレベルの電圧信号を、バッファ１０４Ａ，１０４Ｂを介して信号ラインＬ１，Ｌ２へ出力する。比較器１０３Ｂは、温度検出部１３から出力された電圧Ｖｔｂが、スイッチ１０２によって選択された基準電圧以上となったとき、Ｌレベルの電圧信号をバッファ１０４Ａ，１０４Ｂを介して信号ラインＬ１，Ｌ２へ出力する。

比較器１０３Ａ，１０３Ｂは、例えばオープンドレイン出力となっている。そして、比較器１０３Ａ，１０３Ｂの出力信号が負論理でワイヤードＯＲされて、比較器１０３の出力信号とされ、バッファ１０４Ａ，１０４Ｂを介して信号ラインＬ１，Ｌ２へ出力される。バッファ１０４Ａ，１０４Ｂによって、信号ラインＬ１，Ｌ２が短絡しないようにされている。

例えば、バッファ１０４Ａ，１０４Ｂはオープンドレイン出力とされ、信号ラインＬ１，Ｌ２は図略のプルアップ抵抗によってプルアップされている。これにより、比較器１０３Ａ，１０３Ｂの出力信号と制御回路１００のパルス出力信号とが信号ラインＬ１，Ｌ２上において負論理でワイヤードＯＲされるようになっている。

従って、比較器１０３Ａ，１０３Ｂの出力信号のうち少なくとも一方がＬレベルになると、信号ラインＬ１，Ｌ２の信号レベルは強制的にＬレベルにされる。

基準電圧Ｖ１、基準電圧Ｖ２は第１基準温度ＴＳ１、第２基準温度ＴＳ２を示し、電圧Ｖｔａは検出温度Ｔ２Ａを示している。従って、比較器１０３Ａは、スイッチング素子１２０Ａの温度が、制御回路１００によって選択された基準温度以上となったときに、信号ラインＬ１，Ｌ２の信号レベルを強制的にＬレベルにする。

電圧Ｖｔｂは検出温度Ｔ２Ｂを示している。従って、比較器１０３Ｂは、スイッチング素子１２０Ｂの温度が、制御回路１００によって選択された基準温度以上となったときに、信号ラインＬ１，Ｌ２の信号レベルを強制的にＬレベルにする。

以下、制御回路１００の機能について説明する。制御回路１００は、定着ローラ４５Ａの温度を、定着温度未満の低温状態から定着温度にまで上昇させる立ち上げモードと、定着ローラ４５Ａの温度を定着温度に維持させる定常モードとを有している。

ここに、定常モードには、印字ジョブの指示を待つ待機モードと、印字ジョブを実行する印字モードとが含まれている。また、定着温度は、トナー像を記録紙Ｐに定着させるのに適した温度である。

そして、制御回路１００は、立ち上げモードでは、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ａに接続することを指示する切換信号を基準温度切換部１０１に出力する。一方、制御回路１００は、定常モードでは、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ｂに接続することを指示する切換信号を基準温度切換部１０１に出力する。

また、制御回路１００は、ゲートドライバ１２２に所定周期のパルス信号を出力する。制御回路１００から出力されるパルス信号は、例えば、オープンドレイン出力となっている。

具体的には、制御回路１００は、信号ラインＬ１及びゲートドライバ１２２を通じて、スイッチング素子１２０Ａに所定周期のパルス信号を出力する。また、制御回路１００は、信号ラインＬ２及びゲートドライバ１２２を通じて、スイッチング素子１２０Ｂに、スイッチング素子１２０Ａに出力されるパルス信号とは位相が１８０度異なるパルス信号を出力する。

これにより、スイッチング素子１２０Ａがオンのときはスイッチング素子１２０Ｂがオフとなり、スイッチング素子１２０Ａがオフのときはスイッチング素子１２０Ｂがオンとなる。

これにより、誘導コイル１２１に通電される電流の方向が、順方向（図３の紙面右方向）と逆方向（図３の紙面左方向）との間で交互に切り換わるので、誘導コイル１２１で発生する磁束の向きが順次変化する。その結果、定着ローラ４５Ａで渦電流が発生して、定着ローラ４５Ａが発熱する。

そして、立ち上げモードでは、スイッチ１０２の接点Ｃが接点ａに接続されるので、比較器１０３Ａ及び１０３Ｂの非反転入力端子（＋）には、基準電圧Ｖ１が入力される。このとき、比較器１０３Ａ及び１０３Ｂのうちいずれかの比較器の反転入力端子（−）に入力される電圧が、基準電圧Ｖ１以上となると、当該いずれかの比較器からＬレベルの電圧信号が信号ラインＬ１及びＬ２に出力される。その結果、すべてのスイッチング素子がオフとなる。

一方で、定常モードでは、スイッチ１０２の接点Ｃが接点ｂに接続されるため、比較器１０３Ａ及び１０３Ｂの非反転入力端子（＋）には、基準電圧Ｖ２が入力される。このとき、比較器１０３Ａ及び１０３Ｂのうちいずれかの比較器の反転入力端子（−）に入力される電圧が、基準電圧Ｖ２以上となると、当該いずれかの比較器からＬレベルの電圧信号が信号ラインＬ１及びＬ２に出力される。その結果、すべてのスイッチング素子がオフとなる。

制御回路１００は、画像形成装置１の電源投入時、或いは、スリープモードから通常モードへの復帰時に、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂにパルス信号を出力して、温度検出部１４により検出される定着ローラ４５Ａの温度が定着温度となるように、定着ローラ４５Ａを発熱させる。

スリープモードとは、例えばユーザが長時間画像形成装置１を使用しなかった場合やユーザが画像形成装置１をスリープモードに移行させる操作を行った場合等に、定着ローラ４５Ａの温度を低下させて通常モードよりも電力消費を減少させる動作モードのことである。

ここにおいて、画像形成装置１の電源投入時、或いは、スリープモードから通常モードへの移行後に定着ローラ４５Ａの発熱を開始してから、定着ローラ４５Ａが定着温度になるまでの期間が、立ち上げモードの一例に相当している。

そして、制御回路１００は、定着ローラ４５Ａの温度が定着温度に達したとき、定着ローラ４５Ａの温度が定着温度を維持するように、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂへのパルス出力を制御する。

ここにおいて、定着ローラ４５Ａの温度を定着温度に維持させている期間が、定常モードの一例に相当している。

そしてまた、制御回路１００は、立ち上げモードのときには、基準温度切換部１０１によって、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ａに接続させることによって、第１基準温度ＴＳ１（基準電圧Ｖ１）を選択する。この状態で、例えば、スイッチング素子１２０Ａに対応する比較器１０３Ａの反転入力端子（−）に入力される電圧が、第１基準温度ＴＳ１を表す基準電圧Ｖ１以上となると、比較器１０３Ａは、Ｌレベルの電圧信号を信号ラインＬ１及びＬ２に出力する。

ここにおいて、比較器１０３Ａ及び１０３Ｂのうちいずれか１つでもＬレベルの電圧信号を出力すると、制御回路１００から出力されたパルス信号が強制的にＬレベルとなり、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂのすべてがオフする。

一方で、制御回路１００は、定常モードのときは、基準温度切換部１０１によって、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ｂに接続させることによって、第２基準温度ＴＳ２（基準電圧Ｖ２）を選択する。この状態で、例えば、スイッチング素子１２０Ａに対応する比較器１０３Ａの反転入力端子（−）に入力される電圧が、第２基準温度ＴＳ２を表す基準電圧Ｖ２以上となると、比較器１０３Ａは、Ｌレベルの電圧信号を信号ラインＬ１及びＬ２に出力する。

これにより、各スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂには、Ｌレベルの電圧信号が出力されるので、各スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂがオフとなる。なお、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０ＢがＬレベルの電圧信号に応じてオフする例を示したが、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂは、Ｈレベルの電圧信号に応じてオフしてもよい。この場合、比較器１０３が出力する信号レベルも反転する。

また、基準電圧Ｖ１，Ｖ２及び電圧Ｖｔは、電圧が高くなるほど高い温度を示す例を示したが、基準電圧Ｖ１，Ｖ２及び電圧Ｖｔは、電圧が高くなるほど低い温度を示してもよい。この場合、比較器１０３は、電圧Ｖｔが基準電圧以下のときにＬレベルの電圧信号を出力する構成とすればよい。

尚、以上の説明では、主に比較器１０３Ａの動作について説明したが、比較器１０３Ｂの動作についても比較器１０３Ａと同様であるため、比較器１０３Ｂの動作については説明を省略する。

以下、温度検出部１３により検出されるスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの検出温度Ｔ２と、実際のスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの実際温度Ｔ１との関係について、説明する。

図５は、正常時における、温度検出部１３により検出される検出温度Ｔ２と、実際のスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの実際温度Ｔ１との関係を示した説明図である。

立ち上げモードでは、定着ローラ４５Ａの温度を低温から定着温度にまで上昇させるために、定着ローラ４５Ａに流れる渦電流を増加させる必要がある。また、定着ローラ４５Ａに流れる渦電流を増加させるために誘導コイル１２１が発生させる磁束を増加させる必要がある。このために制御回路１００が、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂに流れる電流を増加させるように制御するので、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの発熱量が増加する。

具体的には、制御回路１００は、画像形成装置１の電源がオンされた後、或いは、スリープモードから通常モードへ移行した後、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂに出力するパルス信号のパルス周波数を高くして、スイッチング周波数を増大させることで、定着ローラ４５Ａの発熱量を増大させる。

この場合、スイッチング周波数が増大すると、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの発熱量が増大し、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの実際温度Ｔ１が急激に上昇する。

そうすると、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの温度上昇が急激となるが、その熱が温度検出部１３に伝わるのに時間がかかるため、検出温度Ｔ２はスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの実際温度Ｔ１に遅れて上昇する。

そのため、図５に示すように、立ち上げモードでは、検出温度Ｔ２と、実際温度Ｔ１との間の温度差が増大する。

一方、定常モードでは、定着ローラ４５Ａの温度を定着温度に維持させるのに必要な電力を誘導コイル１２１に供給すればよいため、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの発熱量は立ち上げモードよりも少ない。

そのため、図５に示すように、定常モードでは、検出温度Ｔ２と、実際温度Ｔ１との間の温度差は、立ち上げモードよりも少なくなる。

そして、図５に示すように、立ち上げモードでは、検出温度Ｔ２が、第１基準温度ＴＳ１を下回り、定常モードでは、検出温度Ｔ２が、第２基準温度ＴＳ２を下回る。定常モードでは、定着ローラ４５Ａの温度が定着温度に維持されているとき、スイッチング素子１２０の温度は、定常素子温度ＴＳ０となる。

図６は、立ち上げモードで、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの過熱異常が生じたときの、検出温度Ｔ２と、実際温度Ｔ１との関係を示した説明図である。図７は、定常モードで、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの過熱異常が生じたときの、検出温度Ｔ２と、実際温度Ｔ１との関係を示した図である。

図６に示すように、立ち上げモードで、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂのうち、例えば、スイッチング素子１２０Ａが過熱されて、スイッチング素子１２０Ａの実際温度Ｔ１が破壊温度Ｔａ付近にまで上昇すると、スイッチング素子１２０Ａの検出温度Ｔ２が実際温度Ｔ１に追随して、破壊温度Ｔａに近づく。

そして、スイッチング素子１２０Ａの温度Ｔ１が破壊温度Ｔａよりも低く、かつ当該破壊温度Ｔａに近い温度となったとき、スイッチング素子１２０Ａの検出温度Ｔ２が、第１基準温度ＴＳ１以上となる。

そして、第１基準温度ＴＳ１は、先述したように、立ち上げモードにおいてスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂをオフさせる温度として設定されているため、検出温度Ｔ２が第１基準温度ＴＳ１以上となったとき、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂがオフとなる。

また、図７に示すように、定常モードで、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂのうち、例えば、スイッチング素子１２０Ａの温度Ｔ１が破壊温度Ｔａ付近にまで上昇すると、スイッチング素子１２０Ａの検出温度Ｔ２が、実際温度Ｔ１に追随して定常素子温度ＴＳ０よりも高い破壊温度Ｔａに近づく。

そして、スイッチング素子１２０Ａの温度Ｔ１が破壊温度Ｔａよりも低く、かつ破壊温度Ｔａに近い温度となったとき、検出温度Ｔ２は、第２基準温度ＴＳ２以上となる。

そして、第２基準温度ＴＳ２は、先述したように、定常モードにおいてスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂをオフさせる温度として設定されているため、検出温度Ｔ２が第２基準温度ＴＳ２以上となったとき、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂがオフとなる。

このように、立ち上げモードでは、検出温度Ｔ２が第１基準温度ＴＳ１以上となったときにスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂがオフとなり、定常モードでは、検出温度Ｔ２が第２基準温度ＴＳ２以上となったときにスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂがオフとなる。

これにより、以下の効果が奏される。すなわち、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂをオフさせる基準温度が第１基準温度ＴＳ１のみであった場合には、定常モードでは、図７に示すように、温度検出部１３により検出される検出温度Ｔ２は、定常素子温度ＴＳ０よりも低い第１基準温度ＴＳ１を超えているため、基準温度ＴＳ１でスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂをオフさせていては定常モードでスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂを駆動させることができない。

この場合、不必要にスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂをオフすることとなり、実際温度Ｔ１が破壊温度Ｔａを超えるおそれのない場合にまでスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂをオフさせてしまう。

一方、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂをオフさせる基準温度がＴＳ２のみであった場合には、立ち上げモードでは、図６から明らかなように、温度検出部１３により検出される検出温度Ｔ２がＴＳ２に達したときには、スイッチング素子１２０Ａの温度Ｔ１が既に破壊温度Ｔａを超えてしまった状態となる。この場合、スイッチング素子１２０Ａは破壊してしまうおそれがある。

定着装置２は、上記の技術的特徴を有するため、立ち上げモード、定常モードのいずれにおいても、適切に、スイッチング素子１２０Ａの温度が破壊温度Ｔａに達することを防止できる。これにより、不必要にスイッチング素子１２０Ａをオフすることがなく、適切に、スイッチング素子１２０Ａを破壊から保護することができる。

尚、以上の説明では、スイッチング素子１２０Ａについて説明したが、スイッチング素子１２０Ｂについても同様であるため、スイッチング素子１２０Ｂについては説明を省略する。

以下、定着装置２の処理の一例について説明する。図８は、定着装置２の基本動作の一例について示したフローチャートである。

制御回路１００は、スリープモードから通常モードへ復帰したとき、或いは、画像形成装置１の電源スイッチがオンとされたとき、装置を起動して、スイッチング素子１２０Ａとスイッチング素子１２０Ｂとを交互にオンオフさせる動作を開始する（ステップＳ０）。これにより、定着部４５の発熱が開始される。

次に、制御回路１００は、温度検出部１４により検出される定着ローラ４５Ａの温度を確認する（ステップＳ１）。そして、定着ローラ４５Ａの温度が定着温度に満たなければ（ステップＳ１でＮＯ）、制御回路１００は、立ち上げモードとして、定着ローラ４５Ａの温度を速やかに上昇させるために、高周波のパルス信号を信号ラインＬ１，Ｌ２とゲートドライバ１２２とを介してスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂへ供給する（ステップＳ２）。

以降、定着ローラ４５Ａの温度が定着温度に達するまでの期間、すなわちステップＳ１〜Ｓ４が繰り返される期間が立ち上げモードに相当している。

立ち上げモードでは、定着ローラ４５Ａが誘導コイル１２１からの磁束によって急速に発熱することでその温度が急上昇すると共に、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂの実際温度Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂも急速に上昇し、実際温度Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂに遅れて検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂも上昇する。

次に、制御回路１００は、基準温度切換部１０１によって、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ａに接続させる（ステップＳ３）。そうすると、基準温度として第１基準温度ＴＳ１が選択される。

そして、立ち上げモードでは、すべてのスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂについて、検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂが共に第１基準温度ＴＳ１を下回るとき（ステップＳ４でＮＯ）、比較器１０３の出力信号はＨ（ハイ）レベルのままであるから、制御回路１００によるスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂへのパルス信号出力が維持されて、制御回路１００は、ステップＳ１〜Ｓ４を繰り返す。その一方で、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂのうちいずれかのスイッチング素子１２０について、検出温度Ｔ２が、第１基準温度ＴＳ１以上となったとき（ステップＳ４でＹＥＳ）、比較器１０３の出力信号がＬレベルとなって、信号ラインＬ１，Ｌ２の信号レベルがＬレベルに固定され、すべてのスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂがオフとなる（ステップＳ５）。

以上、ステップＳ１〜Ｓ５によって、上述した図５、図６の立ち上げモードにおける動作が実行される。

一方で、ステップＳ１において、定着ローラ４５Ａの温度が定着温度以上となれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御回路１００は、定着ローラ４５Ａの温度を定着温度で維持するべく定常モードへ移行する（ステップＳ６）。そして、制御回路１００は、定常モードにおいて、誘導コイル１２１からの磁束によって定着ローラ４５Ａの温度の維持に必要な程度の発熱を行わせるために、低周波のパルス信号を信号ラインＬ１，Ｌ２とゲートドライバ１２２とを介してスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂへ供給する。

以降、温度検出部１４により検出される定着ローラ４５Ａの温度が定着温度に維持されている期間が定常モードである（ステップＳ１でＹＥＳ、ステップＳ６〜Ｓ１１）。定常モードの間は、制御回路１００は、基準温度切換部１０１によって、スイッチ１０２の接点Ｃを接点ｂに接続させる（ステップＳ７）。

その後、制御回路１００は、印字ジョブの実行指示がユーザインタフェース部Ｉによって受け付けられるまで待機する（ステップＳ８）。ここに、印字ジョブの実行指示に待機する期間が、待機モードに相当する。また、印字ジョブを実行している期間が、印字モードに相当する。そして、待機モード及び印字モードを含むモードが、定常モードに相当する。

印字ジョブの実行指示がユーザインタフェース部Ｉによって受け付けられない間（ステップＳ８でＮＯ）、すべてのスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂについて、検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂが共に第２基準温度ＴＳ２を下回っていれば（ステップＳ１１でＮＯ）、比較器１０３の出力信号はＨ（ハイ）レベルのままであるから、制御回路１００によるスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂへのパルス信号出力が維持されて、制御回路１００は、ステップＳ８、Ｓ１１を繰り返す。その一方で、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂのうちいずれかのスイッチング素子について、検出温度Ｔ２が、第２基準温度ＴＳ２以上となったとき（ステップＳ１１でＹＥＳ）、比較器１０３の出力信号がＬレベルとなって、信号ラインＬ１，Ｌ２の信号レベルがＬレベルに固定され、すべてのスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂがオフとなる（ステップＳ１２）。

制御回路１００は、印字ジョブの実行指示がユーザインタフェース部Ｉによって受け付けられたとき（ステップＳ８でＹＥＳ）、印字ジョブを実行する（ステップＳ９）。かかる印字ジョブが実行されている間（ステップＳ１０でＮＯ）、すべてのスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂについて、検出温度Ｔ２が第２基準温度ＴＳ２を下回っていれば（ステップＳ１１でＮＯ）、比較器１０３の出力信号はＨ（ハイ）レベルのままであるから、制御回路１００によるスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂへのパルス信号出力が維持されて、制御回路１００は、ステップＳ８〜Ｓ１１を繰り返す。その一方で、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂのうちいずれかのスイッチング素子について、検出温度Ｔ２が、第２基準温度ＴＳ２以上となったとき（ステップＳ１１でＹＥＳ）、比較器１０３の出力信号がＬレベルとなって、信号ラインＬ１，Ｌ２の信号レベルがＬレベルに固定され、すべてのスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂがオフとなる（ステップＳ１２）。

そしてまた、制御回路１００は、印字ジョブが終了すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、待機モードに戻る。そして、制御回路１００は、画像形成装置１の電源がオフされた後、或いは、通常モードからスリープモードへの移行後に（ステップＳ１３）、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの駆動による定着部４５の発熱を停止させる。

以上、ステップＳ６〜Ｓ１２によって、上述した図５〜図７の定常モードにおける動作が実行される。

以上に示すように、立ち上げモードでは、検出温度Ｔ２が、第１基準温度ＴＳ１以上となったときにスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂがオフとなり、定常モードでは、検出温度Ｔ２が第２基準温度ＴＳ２以上となったときにスイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂがオフとなる。

これにより、立ち上げモード、定常モードのいずれにおいても、スイッチング素子１２０Ａ及び１２０Ｂの温度が破壊温度Ｔａに達することを適切に防止できる。

尚、本実施形態では、磁束発生部１２は、誘導コイル１２１で発生する磁束の向き及び大きさを変化させて、定着ローラ４５Ａを発熱させる電磁誘導加熱方式を採用しているが、この例には限られず、定着ローラ４５Ａを電熱ヒーターによって加熱してもよい。

また、立ち上げモードにおいて、検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂのいずれか一方が基準温度以上となったとき、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂを両方オフさせる例を示したが、基準温度以上となったスイッチング素子のみをオフさせる構成としてもよい。この場合であっても、スイッチング素子１２０の温度が破壊温度Ｔａを超えるおそれを低減できる。

しかしながら、検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂのいずれか一方が基準温度以上となったとき、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂを両方オフさせる構成とした場合には、スイッチング素子１２０の温度を破壊温度Ｔａ未満にする確実性をさらに向上できる。すなわち、スイッチング素子にショート故障が生じたためにそのスイッチング素子の温度が基準温度以上となった場合、そのスイッチング素子をオフしようとしても実際にはオフさせることができない。そうすると、他方のスイッチング素子がオンしたときに、オンされた他方のスイッチング素子に過電流が流れて損傷するおそれがある。このような場合であっても、検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂのいずれか一方が基準温度以上となったとき、スイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂを両方オフさせる構成とすれば、ショート故障が生じていない他方のスイッチング素子の損傷を防止することが可能となる。

また、スイッチ１０２、比較器１０３、及びバッファ１０４Ａ，１０４Ｂを備えず、温度検出部１３から出力された電圧Ｖｔを、検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂを示すデジタル値に変換するアナログデジタルコンバータを備えてもよい。そして制御回路１００が、立ち上げモードの期間中に検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂのいずれかが第１基準温度ＴＳ１以上となったとき、及び定常モードの期間中に検出温度Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂのいずれかが第２基準温度ＴＳ２以上となったときにスイッチング素子１２０Ａ，１２０Ｂの両方、又は温度が基準温度以上になったスイッチング素子をオフさせるようにしてもよい。

しかしながら、検出温度Ｔ２が基準温度以上になったとき、例えばＣＰＵを用いて構成された制御回路１００の制御動作によりスイッチング素子をオフさせるよりも、スイッチ１０２、比較器１０３、及びバッファ１０４Ａ，１０４Ｂを用いてスイッチング素子をオフさせる方が、温度上昇に対してスイッチング素子を保護する応答時間を短縮することが容易である。

１ 画像形成装置
２ 定着装置
１０ コントローラ
１２ 磁束発生部
１３，１４ 温度検出部
２０ 制御部
４０ 画像形成部
４５ 定着部
１００ 制御回路
１０１ 基準温度切換部
１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ 比較器
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ スイッチング素子
１２１ 誘導コイル
１２２ ゲート・ドライバ
１２３ 共振コンデンサ
２００ 画像読取部
Ｖ 電源

Claims (6)

1. トナー像を熱により記録紙に定着させる定着部と、
   前記定着部を発熱させるための磁束を発生させるための電流をスイッチングするスイッチング素子を含み、前記定着部を発熱させるための磁束を発生させる磁束発生部と、
   前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
   前記磁束発生部による磁束によって前記定着部の発熱を開始させて、当該定着部の温度を、前記トナー像を前記記録紙に定着させるのに適した定着温度にまで上昇させる立ち上げモードと、前記定着部の温度が前記定着温度に達した後、当該定着部の温度が前記定着温度を維持するよう、前記定着部の発熱を制御する定常モードとを実行する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記立ち上げモードの期間中、前記温度検出部が検出した前記スイッチング素子の温度が、前記スイッチング素子が破壊するおそれのある温度である破壊温度よりも低い第１基準温度以上のときに、前記スイッチング素子をオフさせ、
   前記定常モードの期間中、前記温度検出部が検出した前記スイッチング素子の温度が、前記破壊温度よりも低くかつ前記第１基準温度よりも高い第２基準温度以上のときに、前記スイッチング素子をオフさせる定着装置。
2. 前記温度検出部は、
   前記スイッチング素子の温度を示す電圧を出力し、
   前記制御部は、
   所定の周期を有するパルス信号を前記スイッチング素子へ出力することによって、前記スイッチング素子をオンオフさせる制御回路と、
   前記立ち上げモードの期間中、前記第１基準温度を示す第１基準電圧を基準電圧として設定し、前記定常モードの期間中、前記第２基準温度を示す第２基準電圧を前記基準電圧として設定する基準温度切替部と、
   前記温度検出部から出力された電圧と、前記設定された基準電圧とを比較する比較器とを含み、
   前記比較器は、前記温度検出部から出力された電圧によって示される温度が、前記設定された基準電圧によって示される温度以上のとき、前記パルス信号を、前記スイッチング素子をオフさせる信号レベルに強制的に固定する請求項１記載の定着装置。
3. 前記電流を供給する電源をさらに備え、
   前記磁束発生部は、
   誘導コイルと、
   前記誘導コイルに直列に接続された共振コンデンサとをさらに含み、
   前記スイッチング素子は、
   第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを含み、
   前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との直列回路が前記電源とグランドとの間に接続され、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続点とグランドとの間に、前記誘導コイルと前記共振コンデンサの直列回路が接続され、
   前記制御部は、
   前記パルス信号として位相が１８０度異なる２つのパルス信号を生成し、一方のパルス信号を前記第１スイッチング素子へ出力し、他方のパルス信号を前記第２スイッチング素子へ出力することによって、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子を、一方をオンさせ他方をオフさせた状態で交互にオンオフさせる請求項２記載の定着装置。
4. 前記温度検出部は、
   前記第１スイッチング素子の温度を示す第１電圧と前記第２スイッチング素子の温度を示す第２電圧とを出力し、
   前記比較器は、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一方の示す温度が、前記設定された基準電圧によって示される温度以上のとき、前記２つのパルス信号を、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とをオフさせる信号レベルに強制的に固定する請求項３記載の定着装置。
5. 前記第１基準温度として、前記立ち上げモードの期間中における前記スイッチング素子の実際の温度と前記温度検出部によって検出された温度との差に所定のマージンを加えた値を、前記破壊温度から減じた温度が予め設定され、
   前記第２基準温度として、前記定常モードの期間中における前記スイッチング素子の実際の温度と前記温度検出部によって検出された温度との差に所定のマージンを加えた値を、前記破壊温度から減じた温度が予め設定されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置と、
   画像データを取得する画像データ取得部と、
   前記画像データ取得部により取得された画像データを、前記定着装置によって、記録紙にトナー像として定着させる画像形成部とを備える画像形成装置。

Images