JPH08234621A - 電磁誘導を利用した像加熱装置 - Google Patents
電磁誘導を利用した像加熱装置Info
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- JPH08234621A JPH08234621A JP34310895A JP34310895A JPH08234621A JP H08234621 A JPH08234621 A JP H08234621A JP 34310895 A JP34310895 A JP 34310895A JP 34310895 A JP34310895 A JP 34310895A JP H08234621 A JPH08234621 A JP H08234621A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低耐圧のスイッチング素子を用いることがで
きる電磁誘導を利用した像加熱装置を提供する。 【解決手段】 直列共振回路とスイッチング素子を備え
励磁コイルへ通電するための電気回路を有し、スイッチ
ング素子に流れる電流値に応じてスイッチング素子を制
御する。
きる電磁誘導を利用した像加熱装置を提供する。 【解決手段】 直列共振回路とスイッチング素子を備え
励磁コイルへ通電するための電気回路を有し、スイッチ
ング素子に流れる電流値に応じてスイッチング素子を制
御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンタ等
の画像形成装置に用いられる像加熱装置に関するもの
で、特に、電磁誘導を用いて導電性発熱体に渦電流を流
し発熱させる方式の像加熱装置に関する。
の画像形成装置に用いられる像加熱装置に関するもの
で、特に、電磁誘導を用いて導電性発熱体に渦電流を流
し発熱させる方式の像加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特公平５−９０２７号公報等で、電磁誘
導を利用して導電体を発熱させ、未定着像を記録材に加
熱定着する装置が提案されている。一例を図１０に示
す。
導を利用して導電体を発熱させ、未定着像を記録材に加
熱定着する装置が提案されている。一例を図１０に示
す。
【０００３】このような電磁誘導を利用する装置では、
導電性の発熱体に磁束の変化を与えなければならない。
よって励磁コイルに流す電流を高周波でＯＮ，ＯＦＦす
る必要がある。
導電性の発熱体に磁束の変化を与えなければならない。
よって励磁コイルに流す電流を高周波でＯＮ，ＯＦＦす
る必要がある。
【０００４】高周波のスイッチング素子としてＦＥＴ
（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
やＢＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用
いることが考えられるが、図１０に示す並列共振（電圧
共振）回路では高耐圧のスイッチング素子を必要とす
る。
（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
やＢＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用
いることが考えられるが、図１０に示す並列共振（電圧
共振）回路では高耐圧のスイッチング素子を必要とす
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コスト
面を考慮すると、高耐圧のスイッチング素子より低耐圧
のものが好ましい。そこで、低耐圧のスイッチング素子
を用いるために、スイッチング素子とキャパシタの間に
インダクタを接続することが考えられる。
面を考慮すると、高耐圧のスイッチング素子より低耐圧
のものが好ましい。そこで、低耐圧のスイッチング素子
を用いるために、スイッチング素子とキャパシタの間に
インダクタを接続することが考えられる。
【０００６】しかしながら、キャパシタとインダクタに
よる直列共振（電流共振）回路が構成されるので、スイ
ッチング素子を短絡状態から開放状態に切換える時の過
渡的に発生するスイッチング損失Ｐ＝ｆ∫Ｉ・Ｖｄｔ
（ｆは共振周波数）により、スイッチング素子が熱破損
する可能性がある。
よる直列共振（電流共振）回路が構成されるので、スイ
ッチング素子を短絡状態から開放状態に切換える時の過
渡的に発生するスイッチング損失Ｐ＝ｆ∫Ｉ・Ｖｄｔ
（ｆは共振周波数）により、スイッチング素子が熱破損
する可能性がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
の本発明は、導電性発熱体と、磁束を発生する励磁コイ
ルと、を有し、励磁コイルから発生する磁束によって導
電性発熱体に渦電流が生じ導電性発熱体が発熱する像加
熱装置において、直列共振回路とこの直列共振回路に接
続されたスイッチング素子とを備え上記励磁コイルへ通
電するための電気回路と、スイッチング素子の動作を制
御する通電制御手段と、を有し、この通電制御手段はス
イッチング素子に流れる電流値に応じてスイッチング素
子を制御することを特徴とする。
の本発明は、導電性発熱体と、磁束を発生する励磁コイ
ルと、を有し、励磁コイルから発生する磁束によって導
電性発熱体に渦電流が生じ導電性発熱体が発熱する像加
熱装置において、直列共振回路とこの直列共振回路に接
続されたスイッチング素子とを備え上記励磁コイルへ通
電するための電気回路と、スイッチング素子の動作を制
御する通電制御手段と、を有し、この通電制御手段はス
イッチング素子に流れる電流値に応じてスイッチング素
子を制御することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。
の形態を説明する。
【０００９】図１１、図１２は本発明の第１実施の形態
の定着装置の断面図及び斜視図である。不図示の電子写
真プロセスを用いた像形成部により、記録材上に未定着
トナー像が形成され、その後図１２に示すフィルム１１
７と加圧ローラ１２４間にこの記録材が通紙されること
により、記録材にトナー像が加熱定着される。
の定着装置の断面図及び斜視図である。不図示の電子写
真プロセスを用いた像形成部により、記録材上に未定着
トナー像が形成され、その後図１２に示すフィルム１１
７と加圧ローラ１２４間にこの記録材が通紙されること
により、記録材にトナー像が加熱定着される。
【００１０】１１７は移動体としてのフィルムであっ
て、このフィルム１１７はポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、Ｆ
ＥＰ等の樹脂で形成された厚さ１０μｍ〜１００μｍの
低熱伝導性基材１１８と、その上にＦｅ、Ｃｏまたはメ
ッキ処理によってＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、等の金属を１μｍ
〜１００μｍの厚みで形成した導電層１１９と、その上
の最外層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂
等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で形成し
た表面離型層１２０とを有する。
て、このフィルム１１７はポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、Ｆ
ＥＰ等の樹脂で形成された厚さ１０μｍ〜１００μｍの
低熱伝導性基材１１８と、その上にＦｅ、Ｃｏまたはメ
ッキ処理によってＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、等の金属を１μｍ
〜１００μｍの厚みで形成した導電層１１９と、その上
の最外層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂
等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で形成し
た表面離型層１２０とを有する。
【００１１】１２１は、励磁コイルであり、芯材である
鉄心１２２に巻き付けて構成される。つまり芯材１２２
はコイル１２１の支持部材でもある。
鉄心１２２に巻き付けて構成される。つまり芯材１２２
はコイル１２１の支持部材でもある。
【００１２】１２３はコイル１２１と芯材１２２を支持
し、フィルム１１７のフィルム１１７の走行を保つため
のステーで液晶ポリマー、フェノール樹脂等で構成され
ている。
し、フィルム１１７のフィルム１１７の走行を保つため
のステーで液晶ポリマー、フェノール樹脂等で構成され
ている。
【００１３】１２５はフィルムとの接触位置で芯材１２
２に貼り付けられた摺動板でニップでのフィルムの移動
を案内する。この摺動板１２５はフィルム１１７と摩擦
抵抗の少ないガラス等が用いられ、表面にグリース、オ
イル塗布することが好ましい。あるいは芯材１２２で平
滑な面として摺動部を構成しても良い。
２に貼り付けられた摺動板でニップでのフィルムの移動
を案内する。この摺動板１２５はフィルム１１７と摩擦
抵抗の少ないガラス等が用いられ、表面にグリース、オ
イル塗布することが好ましい。あるいは芯材１２２で平
滑な面として摺動部を構成しても良い。
【００１４】１２４は加圧ローラで芯金の周囲にシリコ
ーンゴム、フッ素ゴム等を被覆して構成される。
ーンゴム、フッ素ゴム等を被覆して構成される。
【００１５】加圧ローラ１２４はフィルム１１７を介し
てコイル１２１を支持する支持部（芯材１２２、ステー
１２３等）とニップを形成する。コイル１２１はこのニ
ップと対向する位置に設けられている。
てコイル１２１を支持する支持部（芯材１２２、ステー
１２３等）とニップを形成する。コイル１２１はこのニ
ップと対向する位置に設けられている。
【００１６】この加圧ローラ１２４を不図示の駆動機構
で駆動しフィルム１１７は加圧ローラに従動して回転す
る。
で駆動しフィルム１１７は加圧ローラに従動して回転す
る。
【００１７】このフィルム１１７と加圧ローラ１２４と
の間で、未定着トナー像を担持した記録材を狭持搬送
し、この記録材１１５を加熱加圧しトナー像Ｔを溶融し
て定着させる。
の間で、未定着トナー像を担持した記録材を狭持搬送
し、この記録材１１５を加熱加圧しトナー像Ｔを溶融し
て定着させる。
【００１８】尚、矢印Ｈはコイル１２１の周囲に発生す
る磁束を示し、矢印Ｃは導電層１１９に発生する渦電流
を示す。
る磁束を示し、矢印Ｃは導電層１１９に発生する渦電流
を示す。
【００１９】図１は本件第１の実施の形態を最も良く示
す図である。
す図である。
【００２０】図１において、１は交流電源、２は電源ス
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である導電性（金属）発熱
体、７は温度センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共
振コンデンサ、１０は共振コイル、１１はスイッチング
素子、１２はカレントトランス、１３はゼロクロス検出
回路であり、１４はスイッチング素子をオン／オフする
と共にオフ時間を温度センサからの信号により決定する
通電制御回路である。
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である導電性（金属）発熱
体、７は温度センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共
振コンデンサ、１０は共振コイル、１１はスイッチング
素子、１２はカレントトランス、１３はゼロクロス検出
回路であり、１４はスイッチング素子をオン／オフする
と共にオフ時間を温度センサからの信号により決定する
通電制御回路である。
【００２１】整流器４により整流された電流は、スイッ
チ素子１１によりスイッチされる。このスイッチ素子は
制御回路１４のゲート制御回路部により、後に述べる方
法によって決められた時間だけオン、オフ制御されてい
る。このスイッチングされた電圧が励磁コイル１２１に
印加されると、磁界の発生、消滅が起こり、磁界の変化
により金属加熱フィルム１１７内の金属部分１１９に誘
導起電力が誘起され、金属の持つ抵抗値により電流が流
れる。金属内ではジュール損による発熱が生じる。この
熱で定着を行うのであるが、このフィルムの構造は図１
３に示すように記録紙に伝熱し易いような構造をしてい
る。
チ素子１１によりスイッチされる。このスイッチ素子は
制御回路１４のゲート制御回路部により、後に述べる方
法によって決められた時間だけオン、オフ制御されてい
る。このスイッチングされた電圧が励磁コイル１２１に
印加されると、磁界の発生、消滅が起こり、磁界の変化
により金属加熱フィルム１１７内の金属部分１１９に誘
導起電力が誘起され、金属の持つ抵抗値により電流が流
れる。金属内ではジュール損による発熱が生じる。この
熱で定着を行うのであるが、このフィルムの構造は図１
３に示すように記録紙に伝熱し易いような構造をしてい
る。
【００２２】スイッチング素子がターンオンすると、励
磁コイル１２１、共振コイル１０、共振コンデンサ９か
らなる共振回路に電流が流れ、共振コイル１０と共振コ
ンデンサ９からなる直列共振（電流共振）の回路の共振
周期で、この電流は増減した後、０アンペア付近で安定
する。
磁コイル１２１、共振コイル１０、共振コンデンサ９か
らなる共振回路に電流が流れ、共振コイル１０と共振コ
ンデンサ９からなる直列共振（電流共振）の回路の共振
周期で、この電流は増減した後、０アンペア付近で安定
する。
【００２３】ここで、この電流がゼロアンペアに安定す
る前にスイッチング素子を開放すると、スイッチング損
失が発生してしまう。
る前にスイッチング素子を開放すると、スイッチング損
失が発生してしまう。
【００２４】そこで本実施の形態では、スイッチング素
子に流れる電流が微小となるところをゼロクロス検出回
路で検出し、通電制御回路がこの検出タイミングに基づ
いてスイッチング素子を開放する。
子に流れる電流が微小となるところをゼロクロス検出回
路で検出し、通電制御回路がこの検出タイミングに基づ
いてスイッチング素子を開放する。
【００２５】通電制御回路は、ゼロクロス検出回路から
の起動信号を受けると、スイッチング素子をオフにす
る。この為、オン時間は共振コイルと共振コンデンサか
らなる直列共振回路の共振周期で決定される。その後、
通電制御手段は温度検出手段からの温度情報に基づいて
所定時間内でのオンオフ回数の制御を行う。これにより
オン時間とオフ時間の比（デューティ）を制御すること
で電力制御すなわち温度制御を行う。
の起動信号を受けると、スイッチング素子をオフにす
る。この為、オン時間は共振コイルと共振コンデンサか
らなる直列共振回路の共振周期で決定される。その後、
通電制御手段は温度検出手段からの温度情報に基づいて
所定時間内でのオンオフ回数の制御を行う。これにより
オン時間とオフ時間の比（デューティ）を制御すること
で電力制御すなわち温度制御を行う。
【００２６】すなわち、温度検知素子の検知温度が目標
温度よりも高い場合は、ゼロクロス点検知と同時にスイ
ッチング素子を開放するのではなく、ゼロクロス点検知
後時間をあけて開放すればよい。
温度よりも高い場合は、ゼロクロス点検知と同時にスイ
ッチング素子を開放するのではなく、ゼロクロス点検知
後時間をあけて開放すればよい。
【００２７】電流検出部（ゼロクロス検知回路）はカレ
ントトランス１２の端子間に現れる電圧又は電流を測定
することで行う。この端子は、制御回路の電源として用
いてもよい。又、カレントトランスの代わりに、検出抵
抗を用いてもよい。この場合、制御回路の電流は、別電
源としてもよい。又、発熱体の温度検出方法としては、
サーミスタ等の温度検出素子を用いる他に、励磁コイル
のインダクタンス変化による検出手段を用いてもよい。
ントトランス１２の端子間に現れる電圧又は電流を測定
することで行う。この端子は、制御回路の電源として用
いてもよい。又、カレントトランスの代わりに、検出抵
抗を用いてもよい。この場合、制御回路の電流は、別電
源としてもよい。又、発熱体の温度検出方法としては、
サーミスタ等の温度検出素子を用いる他に、励磁コイル
のインダクタンス変化による検出手段を用いてもよい。
【００２８】直列共振波形から通電制御回路に起動信号
を与えるまでの説明図が図２である。
を与えるまでの説明図が図２である。
【００２９】図２に於いて、１は電流検出のない場合の
ＰＷＭスイッチされた電圧波形である。図に示すよう
に、予め定められた周期でスイッチングを行っている。
直列共振回路に流れる電流は２のような波形になる。電
流検出回路（ゼロクロス回路）は、電流が０になるとこ
ろで、通電制御回路に起動信号を与える。スイッチング
は、この起動信号から回路の遅延時間分遅れた後にター
ンオフする。
ＰＷＭスイッチされた電圧波形である。図に示すよう
に、予め定められた周期でスイッチングを行っている。
直列共振回路に流れる電流は２のような波形になる。電
流検出回路（ゼロクロス回路）は、電流が０になるとこ
ろで、通電制御回路に起動信号を与える。スイッチング
は、この起動信号から回路の遅延時間分遅れた後にター
ンオフする。
【００３０】動作時の電流波形を図３に示す。図３で、
３−１は商用交流電源波形、３−２は整流ブリッジ４を
介して出力される波形、３−３は整流波形３−２をスイ
ッチング素子（ＦＥＴ）で高周波スイッチングした時の
電圧、電流波形を示す。３−４は整流リップルの中で低
い電圧の所でのスイッチング波形である。このように入
力電圧波形（商用交流電圧）の電圧の値に応じて、スイ
ッチング周期を変調しているのは、電源の入力電流波形
の力率を向上させる為に極力、サイン波電流を流す為で
ある。この目的を果たすために、図１で示したカレント
トランスに現われる電圧をモニタし、その電圧に応じ
て、通電制御回路中のオフ時間を決定しているコンデン
サ及び放電電流を規定している抵抗に対し制御を加える
構成を有している。コイルの一端に入力された整流波リ
ップル電圧は、高周波スイッチング素子でスイッチング
制御を行うと、界磁巻線の励磁インダクタンスに電力を
磁気として蓄積すると共に、負荷に相当する加熱体金属
に磁気結合し、磁気による電流が流れ、金属の有する抵
抗損によりジュール熱を発生し加熱する。
３−１は商用交流電源波形、３−２は整流ブリッジ４を
介して出力される波形、３−３は整流波形３−２をスイ
ッチング素子（ＦＥＴ）で高周波スイッチングした時の
電圧、電流波形を示す。３−４は整流リップルの中で低
い電圧の所でのスイッチング波形である。このように入
力電圧波形（商用交流電圧）の電圧の値に応じて、スイ
ッチング周期を変調しているのは、電源の入力電流波形
の力率を向上させる為に極力、サイン波電流を流す為で
ある。この目的を果たすために、図１で示したカレント
トランスに現われる電圧をモニタし、その電圧に応じ
て、通電制御回路中のオフ時間を決定しているコンデン
サ及び放電電流を規定している抵抗に対し制御を加える
構成を有している。コイルの一端に入力された整流波リ
ップル電圧は、高周波スイッチング素子でスイッチング
制御を行うと、界磁巻線の励磁インダクタンスに電力を
磁気として蓄積すると共に、負荷に相当する加熱体金属
に磁気結合し、磁気による電流が流れ、金属の有する抵
抗損によりジュール熱を発生し加熱する。
【００３１】上記のように、本実施の形態はゼロクロス
検知後にスイッチング素子の開放を行うと共に、温度検
出手段による温度情報と温度基準値との比較を行い、結
果をスイッチングする制御回路にフィードバックするこ
とで温度制御を行う。
検知後にスイッチング素子の開放を行うと共に、温度検
出手段による温度情報と温度基準値との比較を行い、結
果をスイッチングする制御回路にフィードバックするこ
とで温度制御を行う。
【００３２】図４は、本件第２の実施の形態を最も良く
示す図である。
示す図である。
【００３３】図４において、１は交流電源、２は電源ス
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である金属発熱体、７は温度
センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共振コンデン
サ、１０は共振コイル、１１はスイッチング素子、１２
はカレントトランス、１３は電流検出、比較回路であ
り、１４はスイッチング素子をオン／オフすると共にオ
フ時間を温度センサからの信号により決定する通電制御
回路、１５は基準電圧源である。
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である金属発熱体、７は温度
センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共振コンデン
サ、１０は共振コイル、１１はスイッチング素子、１２
はカレントトランス、１３は電流検出、比較回路であ
り、１４はスイッチング素子をオン／オフすると共にオ
フ時間を温度センサからの信号により決定する通電制御
回路、１５は基準電圧源である。
【００３４】整流器４により整流された電流は、スイッ
チ素子１１によりスイッチされる。このスイッチ素子は
制御回路１４のゲート制御回路部により、後に述べる方
法によって決められた時間だけオン、オフ制御されてい
る。
チ素子１１によりスイッチされる。このスイッチ素子は
制御回路１４のゲート制御回路部により、後に述べる方
法によって決められた時間だけオン、オフ制御されてい
る。
【００３５】スイッチング素子がターンオンすると、励
磁コイル、共振コイル、共振コンデンサからなる共振回
路に電流が流れ、共振コイルと共振コンデンサからなる
直列共振（電流共振）回路の共振周期で、この電流は増
減した後０アンペアに収束する。
磁コイル、共振コイル、共振コンデンサからなる共振回
路に電流が流れ、共振コイルと共振コンデンサからなる
直列共振（電流共振）回路の共振周期で、この電流は増
減した後０アンペアに収束する。
【００３６】しかしながら、金属による渦電流損失が非
常に大きい場合、あるいは供給電力が小さすぎる場合
等、電流共振が十分に得られない状況下では、増加後０
アンペアまで減少するはずの電流が、０まで減少せず数
アンペアで収束することがある。
常に大きい場合、あるいは供給電力が小さすぎる場合
等、電流共振が十分に得られない状況下では、増加後０
アンペアまで減少するはずの電流が、０まで減少せず数
アンペアで収束することがある。
【００３７】そこで本実施の形態はスイッチング素子に
流れる電流が微小となるところを電流検出、比較回路を
検出し、予め与えられた基準電流値と比較する。検出し
た電流値が基準値よりも小さい場合、通電制御回路がこ
の検出タイミングに基づきスイッチング素子を開放す
る。電流比較は、検出電流を抵抗などの電圧値としてか
ら比較してもよい。又、検出電流値を基準電流源と比較
してもよい。
流れる電流が微小となるところを電流検出、比較回路を
検出し、予め与えられた基準電流値と比較する。検出し
た電流値が基準値よりも小さい場合、通電制御回路がこ
の検出タイミングに基づきスイッチング素子を開放す
る。電流比較は、検出電流を抵抗などの電圧値としてか
ら比較してもよい。又、検出電流値を基準電流源と比較
してもよい。
【００３８】通電制御回路は、電流検出、比較回路から
起動信号を受けると、スイッチング素子をオフにする。
この為、オン時間は共振コイルと共振コンデンサからな
る直列共振回路の共振周期で決定される。その後、通電
制御手段は温度検出手段からの温度情報に基づいて所定
時間内のオンオフ回数の制御を行う。これによりオン時
間とオフ時間の比（デューティ）を制御することで電力
制御すなわち温度制御を行う。
起動信号を受けると、スイッチング素子をオフにする。
この為、オン時間は共振コイルと共振コンデンサからな
る直列共振回路の共振周期で決定される。その後、通電
制御手段は温度検出手段からの温度情報に基づいて所定
時間内のオンオフ回数の制御を行う。これによりオン時
間とオフ時間の比（デューティ）を制御することで電力
制御すなわち温度制御を行う。
【００３９】このように、スイッチング素子に流れる電
流が所定値以下の時にスイッチング素子を開放するの
で、スイッチング損失を最低限に抑えることができる。
流が所定値以下の時にスイッチング素子を開放するの
で、スイッチング損失を最低限に抑えることができる。
【００４０】電流検出部はカレントトランス１２の端子
間に現れる電圧又は電流を測定することで行う。この端
子は、制御回路の電源として用いてもよい。又、カレン
トトランスの代わりに、検出抵抗を用いてもよい。この
場合、制御回路の電源は、別電源としてもよい。又、温
度検出方法としては、サーミスタ等の温度検出素子を用
いる他に、励磁コイルのインダクタンス変化による検出
手段を用いてもよい。
間に現れる電圧又は電流を測定することで行う。この端
子は、制御回路の電源として用いてもよい。又、カレン
トトランスの代わりに、検出抵抗を用いてもよい。この
場合、制御回路の電源は、別電源としてもよい。又、温
度検出方法としては、サーミスタ等の温度検出素子を用
いる他に、励磁コイルのインダクタンス変化による検出
手段を用いてもよい。
【００４１】次に、直列共振波形からオフ時間制御回路
に起動信号を与えるまでの説明を行う。
に起動信号を与えるまでの説明を行う。
【００４２】図５に於いて、１は電流検出のない場合の
ＰＷＭスイッチされた電圧波形である。図に示すよう
に、予め定められた周期でスイッチングを行っている。
直列共振回路に流れる電流は２のような波形になる。電
流検出、比較回路は、電流が閾値電流Ｉｓ以下になった
時に、通電制御回路に起動信号を与える。スイッチング
は、この起動信号から回路の遅延時間遅れた後にターン
オフする。
ＰＷＭスイッチされた電圧波形である。図に示すよう
に、予め定められた周期でスイッチングを行っている。
直列共振回路に流れる電流は２のような波形になる。電
流検出、比較回路は、電流が閾値電流Ｉｓ以下になった
時に、通電制御回路に起動信号を与える。スイッチング
は、この起動信号から回路の遅延時間遅れた後にターン
オフする。
【００４３】図６は、本件第３の実施の形態を最も良く
示す図である。
示す図である。
【００４４】図６において、１は交流電源、２は電源ス
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である金属発熱体、７は温度
センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共振コンデン
サ、１０はスイッチング素子、１１はカレントトラン
ス、１２は電流検出、比較回路、１３はスイッチング素
子をオン／オフすると共に時間を温度センサからの信号
により決定する回路、１４は基準電圧である。
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である金属発熱体、７は温度
センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共振コンデン
サ、１０はスイッチング素子、１１はカレントトラン
ス、１２は電流検出、比較回路、１３はスイッチング素
子をオン／オフすると共に時間を温度センサからの信号
により決定する回路、１４は基準電圧である。
【００４５】励磁コイルを共振コイルとして用いること
により、加熱体との磁気カップリングの影響が共振電流
と共振周期に現れる為、共振電流と共振周期をモニタす
ることで異常過熱や定着フィルム異常を検出出来る。
により、加熱体との磁気カップリングの影響が共振電流
と共振周期に現れる為、共振電流と共振周期をモニタす
ることで異常過熱や定着フィルム異常を検出出来る。
【００４６】図７は、本件第４の実施の形態を最も良く
示す図である。
示す図である。
【００４７】図７において、１は交流電源、２は電源ス
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である金属発熱体、７は温度
センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共振コンデン
サ、１０は共振コイル、１１はスイッチング素子、１２
はカレントトランス、１３は電流検出、比較回路であ
り、１４はスイッチング素子をオン／オフすると共にオ
フ時間を温度センサからの信号により決定する回路、１
５は可変しきい値発生回路である。
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である金属発熱体、７は温度
センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共振コンデン
サ、１０は共振コイル、１１はスイッチング素子、１２
はカレントトランス、１３は電流検出、比較回路であ
り、１４はスイッチング素子をオン／オフすると共にオ
フ時間を温度センサからの信号により決定する回路、１
５は可変しきい値発生回路である。
【００４８】次に、直列共振波形からオフ時間制御回路
に起動信号を与えるまでの説明を行う。
に起動信号を与えるまでの説明を行う。
【００４９】図８に於いて、１は電流検出のない場合の
ＰＷＭスイッチされた電圧波形である。図に示すよう
に、予め定められた周期でスイッチングを行っている。
直列共振回路に流れる電流が２のような波形の場合に、
可変閾値発生回路は、共振の１周期の間に、その電流が
最小になる部分を検出する。電流検出、比較回路は、電
流が閾値電流Ｉｓ以下になった時に、通電制御回路に起
動信号を与える。スイッチングは、この起動信号から回
路の遅延時間分遅れた後にターンオフする。可変閾値発
生回路と電流検出、比較回路を用いるほかに、電流検
出、比較回路に、電流変化の極値を検出する回路を設け
てもよい。
ＰＷＭスイッチされた電圧波形である。図に示すよう
に、予め定められた周期でスイッチングを行っている。
直列共振回路に流れる電流が２のような波形の場合に、
可変閾値発生回路は、共振の１周期の間に、その電流が
最小になる部分を検出する。電流検出、比較回路は、電
流が閾値電流Ｉｓ以下になった時に、通電制御回路に起
動信号を与える。スイッチングは、この起動信号から回
路の遅延時間分遅れた後にターンオフする。可変閾値発
生回路と電流検出、比較回路を用いるほかに、電流検
出、比較回路に、電流変化の極値を検出する回路を設け
てもよい。
【００５０】図９は、本件第５の実施の形態を最もよく
表す図である。
表す図である。
【００５１】図９に於いて、１は交流電源、２は電源ス
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である金属発熱体、７は温度
センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共振コンデン
サ、１０は共振コイル、１１はスイッチング素子、１２
はカレントトランス、１３は電流検出、比較回路であ
り、１４はスイッチング素子をオン／オフすると共にオ
フ時間を温度センサからの信号により決定する回路、１
５は電流検出手段である。
イッチ、３はラインフィルタ、４は整流器、１２１は励
磁コイル、１１９は回転体である金属発熱体、７は温度
センサ、８はフィルムコンデンサ、９は共振コンデン
サ、１０は共振コイル、１１はスイッチング素子、１２
はカレントトランス、１３は電流検出、比較回路であ
り、１４はスイッチング素子をオン／オフすると共にオ
フ時間を温度センサからの信号により決定する回路、１
５は電流検出手段である。
【００５２】直列共振回路そのものに流れる電流を検出
すると、この電流は必ず図２−２で示した電流波形のよ
うな波形または電流０Ａ（アンペア）を基準とした減衰
のある正弦波振動波形になり、図８−２に示すような直
流成分＋リップル波のような波形にはならない為、共振
の周期や波形の波節を捕えるのが非常に容易になる。こ
の電流を検出することで通電制御回路に起動信号を与え
る。
すると、この電流は必ず図２−２で示した電流波形のよ
うな波形または電流０Ａ（アンペア）を基準とした減衰
のある正弦波振動波形になり、図８−２に示すような直
流成分＋リップル波のような波形にはならない為、共振
の周期や波形の波節を捕えるのが非常に容易になる。こ
の電流を検出することで通電制御回路に起動信号を与え
る。
【００５３】電流検出は、電流検出、比較回路により、
予め定められた基準電流値と比較する他に、ゼロクロス
検出回路によるものでも良い。また、可変閾値回路によ
る可変閾値との比較によるものでもよい。
予め定められた基準電流値と比較する他に、ゼロクロス
検出回路によるものでも良い。また、可変閾値回路によ
る可変閾値との比較によるものでもよい。
【００５４】また、スイッチング素子に流れる電流をモ
ニタして、上記共振電流との演算を行い、それを基にオ
フタイミングを決定してもよい。
ニタして、上記共振電流との演算を行い、それを基にオ
フタイミングを決定してもよい。
【００５５】また、上記誘導加熱定着装置に於いて、コ
ンデンサと抵抗による時限（タイマ）装置を有し、スイ
ッチ素子がオフした信号で、予め定められた電圧Ｖ１に
充電したコンデンサを、抵抗との時定数で放電を開始す
る。一定時間後、コンデンサ電圧がＶ２以下になると、
スイッチング素子をオフする。これにより、一定時間以
内にオフ信号が得られない場合にも、スイッチ素子をオ
フすることが出来る。このＶ１からＶ２になるまでの時
間は、直列共振回路の持つ共振周期の整数倍に選んでも
よい。
ンデンサと抵抗による時限（タイマ）装置を有し、スイ
ッチ素子がオフした信号で、予め定められた電圧Ｖ１に
充電したコンデンサを、抵抗との時定数で放電を開始す
る。一定時間後、コンデンサ電圧がＶ２以下になると、
スイッチング素子をオフする。これにより、一定時間以
内にオフ信号が得られない場合にも、スイッチ素子をオ
フすることが出来る。このＶ１からＶ２になるまでの時
間は、直列共振回路の持つ共振周期の整数倍に選んでも
よい。
【００５６】本発明は上述の実施例に限られるものでは
なく、同じ技術思想の変形例を含むものである。
なく、同じ技術思想の変形例を含むものである。
【００５７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、低耐圧の
スイッチング素子を用いつつスイッチング素子の破損を
防止できる。
スイッチング素子を用いつつスイッチング素子の破損を
防止できる。
【図１】第１実施の形態の通電制御回路図。
【図２】第１実施の形態の共振回路の電流波形と各部の
動作波形を表わす図。
動作波形を表わす図。
【図３】温度制御時のスイッチ素子の電流波形を表わす
図。
図。
【図４】第２実施の形態を示した回路図。
【図５】第２実施の形態の動作波形を表わす図。
【図６】第３実施の形態を示した回路図。
【図７】第４実施の形態を示した回路図。
【図８】動作波形を示した図。
【図９】第５実施の形態を示した回路図。
【図１０】電磁誘導を利用した像加熱装置の簡略回路
図。
図。
【図１１】第１実施の形態の像加熱装置の断面及び斜視
図。
図。
【図１２】図１１の詳細断面図。
Claims (10)
- 【請求項１】 導電性発熱体と、磁束を発生する励磁コ
イルと、を有し、励磁コイルから発生する磁束によって
導電性発熱体に渦電流が生じ導電性発熱体が発熱する像
加熱装置において、 直列共振回路とこの直列共振回路に接続されたスイッチ
ング素子とを備え上記励磁コイルへ通電するための電気
回路と、スイッチング素子の動作を制御する通電制御手
段と、を有し、この通電制御手段はスイッチング素子に
流れる電流値に応じてスイッチング素子を制御すること
を特徴とする像加熱装置。 - 【請求項２】 上記通電制御手段は上記スイッチング素
子に流れる電流値に応じて上記スイッチングの開放タイ
ミングを制御する請求項１の像加熱装置。 - 【請求項３】 上記装置は更に、上記直列共振回路へ通
電開始した後上記スイッチング素子に流れる電流値がゼ
ロとなった時に上記通電制御手段へ信号を与えるゼロク
ロス検知手段を有し、上記通電制御手段はこの信号に基
づいて上記スイッチング素子を開放する請求項２の像加
熱装置。 - 【請求項４】 上記装置は更に、上記スイッチング素子
に流れる電流値が所定値になった時に上記通電制御手段
へ信号を与える比較回路を有し、上記通電制御手段はこ
の信号に基づいて上記スイッチング素子を開放する請求
項２の像加熱装置。 - 【請求項５】 上記装置は更に、上記導電性発熱体の温
度を検知する温度検知素子を有し、上記通電制御手段は
上記温度検知素子の検知温度が目標温度を維持するよう
に上記スイッチング素子を制御する請求項５の像加熱装
置。 - 【請求項６】 上記温度検知素子の検知温度が目標温度
より高い場合、上記通電制御手段は所定時間内における
上記スイッチング素子の開放及び短絡回数を少なくし、
検知温度が目標温度より低い場合多くする請求項５の像
加熱装置。 - 【請求項７】 上記スイッチング素子はＦＥＴ（Ｆｉｅ
ｌｄ ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である、請
求項１の像加熱装置。 - 【請求項８】 上記装置は更に、上記導電性発熱体と摺
擦しつつトナー像を担持する記録材と共に移動するフィ
ルムを有する請求項１の像加熱装置。 - 【請求項９】 上記導電性発熱体はトナー像を担持する
記録材と共に移動するフィルムである請求項１の像加熱
装置。 - 【請求項１０】 上記装置は、記録材にトナー像を形成
する画像形成装置の定着手段として用いられる請求項１
の像加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34310895A JPH08234621A (ja) | 1994-12-28 | 1995-12-28 | 電磁誘導を利用した像加熱装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32801294 | 1994-12-28 | ||
| JP6-328012 | 1994-12-28 | ||
| JP34310895A JPH08234621A (ja) | 1994-12-28 | 1995-12-28 | 電磁誘導を利用した像加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08234621A true JPH08234621A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=26572729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34310895A Withdrawn JPH08234621A (ja) | 1994-12-28 | 1995-12-28 | 電磁誘導を利用した像加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08234621A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7076183B2 (en) | 2003-01-21 | 2006-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image fusing device and image forming apparatus |
| WO2009078952A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | One More Time Llc | Burst frequency resonant inverter |
| US8032045B2 (en) | 2004-12-14 | 2011-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing device heated by induced current for instantly controlling power |
| CN110901429A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-24 | 南京康尼新能源汽车零部件有限公司 | 具有异常连接检测功能的可调充电装置及控制方法 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34310895A patent/JPH08234621A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7076183B2 (en) | 2003-01-21 | 2006-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image fusing device and image forming apparatus |
| US7139500B2 (en) | 2003-01-21 | 2006-11-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Image fusing device and image forming apparatus |
| US7187882B2 (en) | 2003-01-21 | 2007-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image fusing device with power control and image forming apparatus with same |
| US8032045B2 (en) | 2004-12-14 | 2011-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing device heated by induced current for instantly controlling power |
| US8265506B2 (en) | 2004-12-14 | 2012-09-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing device for instantly controlling power |
| WO2009078952A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | One More Time Llc | Burst frequency resonant inverter |
| US7733067B2 (en) | 2007-12-14 | 2010-06-08 | One More Time Llc | Burst frequency resonant inverter |
| CN110901429A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-24 | 南京康尼新能源汽车零部件有限公司 | 具有异常连接检测功能的可调充电装置及控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030304 |