JPH0863036A - 誘導加熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 自励式発振回路を有する誘導加熱定着装置に
おいて、自励式発振回路の発振が電気ノイズなどの影響
を受けて停止しても、誤動作を起こさないようにするこ
と。 【構成】 誘導加熱定着装置は、定着ローラの温度を検
出するサーミスタ１６と、コイル２２に交流電流を流す
自励式発振回路３７と、当該自励式発振回路３７に加熱
信号を出力する加熱信号発生回路３９と、加熱信号発生
回路３９を制御する制御回路３８とを有する。そして制
御回路３８は、加熱信号発生回路３９から加熱信号が自
励式発振回路３７に出力されているにも拘らず定着ロー
ラの温度が上昇しないときには、加熱信号の出力を所定
時間停止した後、再度出力するように加熱信号発生回路
３９を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式の複写機、
プリンタおよびファクシミリなどに用いられる定着装置
に関し、さらに詳しくは、誘電加熱を利用してトナー像
を記録媒体に定着する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の複写機などには、記録媒体
である記録紙ないし転写材などのシート上に転写された
トナー像をシートに定着させる定着装置が設けられてい
る。この定着装置は、例えば、シート上のトナーを熱溶
融させる定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシー
トを挟持する加圧ローラとを有している。定着ローラは
円筒状に形成され、この定着ローラの中心軸上には、発
熱体が保持手段により保持されている。発熱体は、例え
ば、ハロゲンランプなどにより構成され、所定の電圧が
印加されることにより発熱するものである。この発熱体
は定着ローラの中心軸に位置しているため、発熱体から
発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着
ローラの外壁の温度分布は円周方向において均一とな
る。定着ローラの外壁は、その温度が定着に適した温度
（例えば、１５０〜２００℃）になるまで加熱される。
この状態で定着ローラと加圧ローラは摺接しながら互い
に逆方向へ回転し、トナーが付着したシートを挟持す
る。定着ローラと加圧ローラとの摺接部（以下、ニップ
部という）において、シート上のトナーは定着ローラの
熱により溶解し、両ローラから作用する圧力によりシー
トに定着される。トナーが定着した後、定着ローラおよ
び加圧ローラの回転に伴い、シートは、排紙ローラによ
って搬送され、排紙トレイ上に排出される。

【０００３】ハロゲンランプなどから構成される発熱体
を備えた上記定着装置においては、電源を投入した後、
定着ローラの温度が定着に適した所定温度に達するまで
には比較的長時間を要していた。その間、使用者は複写
機を使用することができず、長時間の待機を強いられる
という問題があった。その一方、待機時間の短縮を図っ
てユーザの操作性を向上すべく定着ローラの熱容量を増
大させた場合には、定着装置における消費電力が増大
し、省エネルギ化に反するという問題が生じていた。

【０００４】このため、複写機などの商品の価値を高め
るためには、定着装置の省エネルギ化（低消費電力化）
と、ユーザの操作性向上（クイックプリント）との両立
を図ることが一層注目され重視されてきている。これに
伴い、従来から行われてきたトナーの定着温度、定着ロ
ーラの熱容量の低減だけでなく、電気−熱変換効率の向
上を図ることが必要となってきた。

【０００５】かかる要請を満足する装置として、誘導加
熱方式の定着装置が提案されている（特開昭５８−１７
８３８５号公報）。この装置は、金属導体からなる定着
ローラの内部に、同心状にコイルを巻装した開磁路鉄芯
が配置されている。そして、定着ローラの内面に近接し
た前記コイルに高周波電流を流し、これによって生じた
高周波磁界で定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着
ローラ自体の表皮抵抗によって定着ローラそのものをジ
ュール発熱させるようになっている。

【０００６】この誘導加熱は、他の加熱方式と比較して
次ぎのような利点がある。まず第１に、ハロゲンランプ
の近赤外加熱のような間接加熱よりも、速く昇温し、定
着ローラ以外の部分の発熱や伝熱が少ない。また、ハロ
ゲンランプの光漏れに相当するロスがない。第２に、定
着ローラ表面に固体抵抗発熱体を持つ表面加熱よりも、
電磁誘導特有の表皮効果があるために発熱効率が良く、
また摺動接点がないため定着装置の信頼性も長期にわた
って高い。第３に、フィルムベルトと固体抵抗発熱体を
持つ加熱よりも、接触抵抗による熱伝達ロスが少なく、
また発熱面の温度検出が容易であるので温度制御性が優
れている。

【０００７】近年では、低定着温度トナーの開発が進
み、また、家電用高周波電源におけるインバータ回路ス
イッチング素子などの普及・低価格化などによって、上
記特長を持つ誘導加熱定着装置の実現が可能となりつつ
ある。

【０００８】誘導加熱を行うための磁束を作り出すコイ
ルには高周波電流が供給されるが、この高周波電流は、
商用電源の交流を整流回路によって整流し、インバータ
回路で高周波に周波数変換して発生されるようになって
いる。誘導加熱において高周波電流を発生させるインバ
ータ回路には、周知のように、自励式の発振回路と、他
励式の発振回路とがある。

【０００９】他励式発振は、加熱信号発生回路から出力
される加熱信号（制御信号）によってスイッチング素子
を直接ＯＮ／ＯＦＦ制御し、ドレイン電圧を検出せずに
強制的に発振をする方式である。この他励式発振は、自
励式発振のように回路の電圧によりスイッチング素子の
ＯＮ／ＯＦＦタイミングが変化しないので、ドレイン電
圧が自励式発振に比べ高い電圧のときにドレイン電流が
流れ、スイッチング素子部での損失が大きくなる。

【００１０】一方、自励式発振は、ドレイン電圧の大き
さによってスイッチング素子がＯＮ／ＯＦＦ制御される
ことから、適切なタイミングでＯＮ／ＯＦＦが切り替わ
り、他励式発振に比べてスイッチング素子部での損失を
より少なく抑えることができるという長所がある。

【００１１】しかしながら、自励式発振の短所として
は、強制発振ではなくインダクタンスとリアクタンスに
よるＣＲ共振を利用した発振であるため、電気ノイズな
どにより発振停止したときの再トリガがなくなってしま
うところにある。一方、他励式発振であれば、ノイズに
より誤動作を起こしたとしても、連続的にトリガがかか
るため発振停止には至らない。

【００１２】自励式発振回路の発振動作について、図１
２（Ａ）〜（Ｆ）に基づいて説明する。

【００１３】図１２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、正常動作時
におけるそれぞれ、スイッチのドレイン電圧ＶD 、ドレ
イン電流ＩD 、ゲート電圧ＶG の波形である。スイッチ
のＯＮ／ＯＦＦトリガは、次ぎのようになっている。ス
イッチのＯＮトリガは、ドレイン電圧ＶD が電圧検出回
路のリファレンス電圧Ｖref 以下になったときであり、
スイッチのＯＦＦトリガは、ドレイン電流ＩD が電流検
出回路のリファレンス電流Ｉref 以上になったときであ
る。正常動作時の発振開始時は、制御手段により制御さ
れる加熱信号発生回路から出力された加熱信号ＯＮをト
リガにしてドレイン電流ＩD が所定時間流されて発振が
始まり、それ以降は加熱信号によるトリガではなく、自
励によって発振が継続する。

【００１４】一方、図１２（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は、電圧
検出回路のリファレンス電圧Ｖrefが電気ノイズによっ
て電圧変動したときにおけるそれぞれ、スイッチのドレ
イン電圧ＶD 、ドレイン電流ＩD 、ゲート電圧ＶG の波
形を示している。同図（Ｄ）に示すように、電気ノイズ
によってリファレンス電圧Ｖref が変動してしまうと、
スイッチのＯＮトリガがなくなり、発振は停止してしま
う。

【００１５】このように、自励式発振回路は、静電気な
どの電気ノイズの影響を受けて、加熱信号がＯＮである
にも拘らず、発振が止まってしまう虞がある。したがっ
て、この自励式発振回路を有する誘導加熱定着装置にあ
っては、加熱信号が自励式発振回路に出力されているの
も拘らず、当該自励式発振回路の発振が電気ノイズの影
響を受けて停止しており、コイルへの通電がなくなって
定着ローラの温度が低下する事態が生じ得る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】自励式発振回路を有す
る従来の誘導加熱定着装置では、定着ローラの温度が予
め設定された所定温度以下になった場合には、直ちに、
トラブルの警告や複写機などの装置の作動を停止させる
ヒータ異常処理を行なっていた。定着ローラの温度低下
は、コイルが断線して定着ローラを加熱することができ
なくなったときに生じる他、前述したように、自励式発
振回路の発振が停止してしまったときにも生じる。

【００１７】ここで、コイルの破断などが生じた場合に
は根本的な修理が必要となるため、定着ローラの温度が
設定温度以下のときに、直ちにヒータ異常処理を行なっ
ても良い。

【００１８】しかしながら、自励式発振回路の発振が停
止してしまった場合にも、低温異常を検出した後に直ち
にヒータ異常処理を行なったのでは、点検作業を行なっ
たとしても不具合箇所を見出だすことができず、結果的
に、ヒータ異常処理を行なうことは誤動作につながって
しまう。

【００１９】かかる誤動作を防止するために、ハードウ
ェア上の対策によってノイズ耐力を高めることも可能で
はあるが、コストの増加を招来するため好ましくない。

【００２０】なお、従来のヒータランプや発熱体を利用
した加熱装置の駆動は、トライアックなどのスイッチに
よる制御であり発振ではないため、加熱信号がＯＮのと
きに静電気などの電気ノイズにより発熱が停止してしま
うことはない。そのため、加熱信号がＯＮで設定温度に
達しない場合は、直ぐに、ヒータ異常処理を行ってい
る。

【００２１】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、その目的は、自励式発
振回路を有する誘導加熱定着装置において、自励式発振
回路の発振が電気ノイズなどの影響を受けて停止して
も、誤動作を起こさないようにすることにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、記録媒体上に形成されたトナー像を前記記
録媒体へ定着する定着装置であって、導電性部材で形成
された定着ローラと、当該定着ローラの内部に配置され
当該定着ローラに誘導電流を生じさせるコイルとを有す
る誘導加熱定着装置において、前記定着ローラの温度を
検出する温度検出手段と、前記コイルに交流電流を流す
自励式発振回路と、当該自励式発振回路に加熱信号を出
力する加熱信号発生手段と、前記加熱信号発生手段から
加熱信号が前記自励式発振回路に出力されているにも拘
らず前記温度検出手段が前記定着ローラの温度上昇を検
出しないときに、加熱信号の出力を所定時間停止した
後、再度出力するように前記加熱信号発生手段を制御す
る制御手段と、を有することを特徴とする誘導加熱定着
装置である。

【００２３】

【作用】このように構成した誘導加熱定着装置にあって
は、制御手段に制御される加熱信号発生手段から自励式
発振回路に加熱信号が出力されると、コイルに交流電流
が流され、定着ローラに誘導電流が生じて当該定着ロー
ラが加熱される。

【００２４】加熱信号発生手段から加熱信号が自励式発
振回路に出力されているにも拘らず温度検出手段が定着
ローラの温度上昇を検出しない場合には、制御手段は、
加熱信号の出力を所定時間停止した後、再度出力するよ
うに加熱信号発生手段を制御する。このように加熱信号
を所定時間停止した後に再度出力することにより、自励
式発振回路の発振が電気ノイズなどの影響を受けて停止
していても、当該自励式発振回路は再度発振を開始する
ことになり、定着ローラの加熱が再開されることにな
る。

【００２５】したがって、定着ローラの温度上昇を検出
しない場合に直ちに異常処理を行なわないので、誤動作
を防止することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る誘導加熱定着
装置を図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用
した誘導加熱定着装置を示す断面図、図２は、図１に示
される定着ローラおよび加圧ローラを示す斜視図であ
る。

【００２７】図１に示すように、プリンタなどに組み込
まれた誘導加熱定着装置は、矢印ａ方向に回転駆動可能
に設けられた定着ローラ１０と、当該定着ローラ１０に
圧接して設けられ定着ローラ１０の回転に伴って従動回
転する加圧ローラ１１とを有する。定着ローラ１０は、
導電体の中空パイプであり、その内部には、当該定着ロ
ーラ１０に誘導電流を発生させるための複数個のコイル
・アセンブリ１２が配設されている。各コイル・アセン
ブリ１２は、ホルダ２４に保持されて、ホルダユニット
１３を構成している。

【００２８】定着ローラ１０は、その両端にスベリ軸受
部が形成され、図示しない定着ユニットフレームに回転
自在に取り付けられている。さらに、定着ローラ１０
は、その片端に図示しない駆動ギアが固定され、この駆
動ギアに接続されたモータなどの図示しない駆動源によ
って回転駆動される。また、ホルダユニット１３は、定
着ローラ１０の内周面との間に所定寸法の最小限ギャッ
プを保って、定着ローラ１０の内部に収納されている。
このホルダユニット１３は、定着ユニットフレームに固
定され、非回転となっている。

【００２９】未定着のトナー像が転写されているシート
１４は、図１中左方向から搬送され、定着ローラ１０と
加圧ローラ１１との間のニップ部に向けて送り込まれ
る。シート１４は、後述する原理により熱せられた定着
ローラ１０の熱と、両ローラ１０、１１から作用する圧
力とが加えられながら、ニップ部を搬送される。これに
より、未定着トナーが定着されて、シート１４上には定
着トナー像が形成される。ニップ部を通過したシート１
４は、定着ローラ１０から自然に分離し、あるいは図１
に示すように、先端部が定着ローラ１０の表面に摺接す
るように設けられた分離爪１５ないし分離ガイドによっ
て定着ローラ１０から強制的に分離され、図１中右方向
に搬送される。このシート１４は、図示しない排紙ロー
ラによって搬送されて、排紙トレイ上に排出される。

【００３０】定着ローラ１０の上方には、当該定着ロー
ラ１０の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）１
６が設けられている。この温度センサ１６は、定着ロー
ラ１０を隔ててコイル２２の側面に向かい合うように、
定着ローラ１０の表面に圧接している。温度センサ１６
は、例えば、サーミスタより構成される。このサーミス
タ１６で定着ローラ１０の温度を検出しつつ、定着ロー
ラ１０の温度が最適温度となるように、コイル２２への
通電が制御される。

【００３１】定着ローラ１０の上方にはさらに、温度異
常上昇時の安全機構として、サーモスタット１７が設け
られている。このサーモスタット１７は、定着ローラ１
０の表面に圧接しており、予め設定された温度になると
接点を開放してコイル２２への通電を切断する。これに
より、定着ローラ１０が所定温度以上の高温となること
を防止している。

【００３２】定着ローラ１０は、炭素鋼管、ステンレス
合金管あるいはアルミニウム合金管などの導電性部材か
ら形成され、その外周面にフッ素樹脂をコーティングし
て、表面に耐熱離型性層が形成されている。定着ローラ
１０は、導電性磁性部材から形成することがさらに好ま
しい。加圧ローラ１１は、軸芯１８の周囲に、表面離型
性耐熱ゴム層であるシリコンゴム層１９が形成されてい
る。また、スベリ軸受や分離爪１５は、耐熱摺動性エン
ジニアリング・プラスチックなどから形成されている。

【００３３】コイル・アセンブリ１２は、図３に示すよ
うに、中央部に通孔２０ａが形成されたロの字型のボビ
ン２０を有し、このボビン２０の周りに銅線２１を一方
向に複数回巻いてコイル２２を形成してある。ボビン２
０の通孔２０ａには、コイル２２の銅線２１と直交する
ようにコア２３が挿入されている。ボビン２０は、例え
ば、セラミックや耐熱絶縁性エンジニアリング・プラス
チックで形成すればよく、また、コイル２２としては表
面に融着層と絶縁層を持つ単一またはリッツ銅線を用い
ることが好ましい。コア２３は、例えば、フェライトコ
アまたは積層コアからなる。

【００３４】図４は、定着ローラ１０内のコイル２２と
コア２３を示す透視図である。コイル・アセンブリ１２
は、定着ローラ１０の回転軸方向に対し直交する方向へ
磁束が発生するように、ボビン２０に巻回された銅線２
１が定着ローラ１０の回転軸に平行な平面に沿うよう
に、すなわち、コア２３が回転軸と直交する向きに配設
されている。

【００３５】さらに、本実施例においては、図１および
図５に示すように、複数のコイル・アセンブリ１２が、
コア２３がシート１４の搬送方向と平行でコイル２２が
加圧ローラ１１と対向するようにホルダ２４を用いて定
着ローラ１０の軸方向へ並んで配設されている。このホ
ルダ２４は耐熱絶縁性エンジニアリング・プラスチック
から形成され、図５に示すように、円柱の周囲に上下左
右に突き抜ける穴を複数個開けた形状をしており、両端
部には定着ユニットフレームに固定するための突起部２
５が設けられている。コイル・アセンブリ１２は、例え
ばホルダ２４に設けられた左右の穴にボビン２０を挿入
し、その後上下の穴にコア２３を挿入することによって
ホルダ２４に組み込まれる。複数のコイル２２はホルダ
２４内で直列に接続されており、ホルダ２４の両端には
これらのコイル２２ヘ電流を流すためのリード線２６が
引き出されている。ホルダユニット１３は、定着ローラ
１０の内壁との間にギャップが形成されるように、定着
ローラ１０の内径よりも若干小さい外径を有している。

【００３６】図６は、本発明を適用した誘導加熱定着装
置における定着ローラ１０の加熱原理を説明する説明図
である。コイル２２に高周波（数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ）
の電流が流されると、「アンペアの右ネジの法則」に従
って、図示するように、コア２３から定着ローラ１０の
長手軸方向に対し直交する磁束が発生する。この磁束も
また高周波磁束である。

【００３７】導電体の定着ローラ１０に到達した磁束
は、定着ローラ１０に沿って曲り、導電体の比透磁率に
依存した比率で定着ローラ１０の円周面内を通る磁束と
なる。定着ローラ１０の周面に集中した磁束は、コイル
２２に対向する部分で密度が最大となる。

【００３８】この集中した磁束の作用により、定着ロー
ラ１０には「レンツの法則」に従って、前記磁束を妨げ
る前記磁束と逆方向の磁束を生じるような渦状の誘導電
流が壁面内部で発生する。この誘導電流は、定着ローラ
１０の表皮抵抗によりジュール熱に変換されるので、定
着ローラ１０が発熱する。

【００３９】この構成では、定着ローラ１０のＰ，Ｒ点
で円周面内の磁束密度が極大になり、逆に、Ｑ、Ｓ点で
極小になる。よって、誘導電流密度も同様の傾向になる
ので、定着ローラ１０の発熱は、円周面内において均一
ではなく、２点鎖線で囲まれる部分が局所的に発熱す
る。この局所的に発熱する部分は、図１において示せ
ば、定着ローラ１０の上部領域と下部領域に相当する。
したがって、ニップ部と一方の発熱箇所（領域）とは、
少なくとも一部で重複している。また、他方の発熱箇所
（領域）には、サーミスタ１６が接触しており、サーモ
スタット１７も接触または近接するように配置される。
なお、サーミスタ１６の取り付け箇所は、定着ローラ１
０の上部か下部のどちらかにすれば良いが、図示する実
施例では、上部の外側に取り付けている。また、サーミ
スタ１６が小型であれば、定着ローラ１０上部の内側ま
たは下部の内側に取り付けても良い。

【００４０】図７は、誘導加熱コイル２２へ高周波電流
を流し定着ローラ１０の温度を制御する回路のブロック
図、図８は、インバータ回路を示すブロック図である。

【００４１】高周波電流は、商用電源３５の交流を整流
回路３６によって整流し、自励式のインバータ回路（自
励式発振回路）３７で高周波に変換し発生させる。誘導
加熱コイル２２への電流は、定着ローラ１０の表面に圧
接されたサーモスタット１７を介して供給され、定着ロ
ーラ１０の表面温度が予め設定されている異常温度に達
すると、サーモスタット１７によって電流路が切断され
るようになっている。制御回路（制御手段に相当する）
３８は、マイクロプロセッサやメモリなどから構成さ
れ、サーミスタ１６の電位に基づいて定着ローラ１０の
温度を監視しながら、加熱信号発生回路（加熱信号発生
手段に相当する）３９を制御して、温度制御を行う。加
熱信号発生回路３９は、制御回路３８からの信号に基づ
いて、インバータ回路３７内のドライブ回路４０へオン
／オフ信号を出力し、温度制御を行う。インバータ回路
３７は、整流回路３６からの直流電流を高周波電流に周
波数変換して、コイル２２に供給する。

【００４２】図８に示すように、インバータ回路３７
は、制御回路３８から発せられる制御信号（加熱信号）
がオンになると、まずドライブ回路４０が、例えばトラ
ンジスタ、ＦＥＴあるいはＩＧＢＴなどからなるスイッ
チング素子４１をオンし、これによって、誘導加熱コイ
ル２２に電流が流れる。一方、電流検出回路４２は所定
の電流値ＩP に達したことを検出するとスイッチング素
子４１をオフするようにドライブ回路４０に信号を送
る。電流検出回路４２で検出されるドレイン電流ＩD の
波形は図１２（Ｂ）に示したとおりである。スイッチン
グ素子４１がオフされると、誘導加熱コイル２２と共振
用コンデンサ４４との間で共振電流が流れる。そして、
電圧検出回路４３は、共振によりスイッチング素子４１
の誘導加熱コイル２２側のドレイン電圧ＶD が０Ｖ付近
まで下降したことを検出すると、スイッチング素子４１
を再びオンするようにドライブ回路４０に信号を送る。
以下、このスイッチングサイクルを繰り返すことによっ
て高周波の電流を誘導加熱コイル２２へ流す。電圧検出
回路４３で検出される電圧ＶD の波形は図１２（Ａ）
に、また、スイッチング素子４１のオン／オフ信号（例
えば、ＦＥＴならばゲートのオン／オフ信号）は図１２
（Ｃ）に示したとおりである。

【００４３】本実施例においては、コイル・アセンブリ
１２を、コア２３が通紙方向と平行となるように、すな
わち、コイル２２が定着ローラ１０の回転軸と直交する
軸を中心に巻回した状態となるように配置したので、定
着ローラ１０の周面においてある特定部分を局所的に発
熱させることができ、しかも、その局所的な発熱部分を
加圧ローラ１１と接触する部分に対応づけることによっ
て熱効率の良い加熱を行うことができる。そして、同じ
サイズのコイル・アセンブリ１２を回転軸方向へ複数並
列させる構成としているため、回転軸方向に長い１つの
コイル・アセンブリ１２を用いる場合に比べ、製造が容
易になるだけでなく、回転軸方向における定着ローラ１
０表面の温度分布を均一にすることができる。

【００４４】次ぎに、本実施例の作動を説明する。

【００４５】図９は、プリンタ制御メインルーチンを示
すフローチャートである。

【００４６】プリンタの電源をＯＮすると、プリンタ各
部やウォームアップ終了を示すフラグなどのイニシャラ
イズが行われ（Ｓ１）、その後は、モータ制御サブルー
チン（Ｓ２）、温度制御サブルーチン（Ｓ３）、レーザ
制御サブルーチン（Ｓ４）などによりプリンタの各部が
制御される。

【００４７】図１０は、図９に示される温度制御サブル
ーチンを示すフローチャートである。フローチャート
中、「Ｔ」は定着ローラ１０の温度をサーミスタで検出
したサーミスタ検出温度を、「Ｔ1 」は予め設定されて
いる低温異常設定温度を、「Ｔ2 」は定着ローラ１０の
温度を所定温度に維持するために予め設定されている制
御温度をそれぞれ示している。なお、本実施例の制御ス
テップは、従来の制御ステップに対して、後述するステ
ップＳ２０〜ステップＳ２４の処理を付加したものであ
る。

【００４８】温度制御サブルーチンがスタートすると、
まず、ウォームアップ終了フラグがセットされているか
否かを確認し（Ｓ１１）、定着ローラ１０のウォームア
ップが終了してウォームアップ終了フラグがセットされ
ているときには、ステップＳ１４に進む。

【００４９】一方、定着ローラ１０のウォームアップが
終了しておらずウォームアップ終了フラグがセットされ
ていないときには、予め設定されているウォームアップ
温度とサーミスタ検出温度Ｔとを比較し（Ｓ１２）、サ
ーミスタ検出温度Ｔがウォームアップ温度未満であれ
ば、定着ローラ１０のウォームアップを継続するため
に、加熱信号を出力（ＯＮ）して（Ｓ１９）、メインル
ーチンへ戻る。また、サーミスタ検出温度Ｔがウォーム
アップ温度以上であれば（Ｓ１２）、ウォームアップ終
了フラグをセットして（Ｓ１３）、ステップＳ１４に進
む。

【００５０】次ぎに、ステップＳ１４においては、サー
ミスタ検出温度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 以下であるか
否かが判断される。

【００５１】ステップＳ１４における判断がＮＯ、すな
わちサーミスタ検出温度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 を越
えていると判断したときには、ステップＳ１５〜ステッ
プＳ１８で、定着ローラ１０を所定の温度範囲内、例え
ば、制御温度Ｔ2 ±１℃の温度範囲内に維持する処理が
なされる。

【００５２】まず、定着ローラ１０の温度が前記温度範
囲の下限温度よりも高いか否かが判断され、サーミスタ
検出温度Ｔが”制御温度Ｔ2 −１”℃以下のときには
（Ｓ１５）、定着ローラ１０の温度を昇温するために加
熱信号を出力（ＯＮ）し（Ｓ１６）、ステップＳ１７に
進む。一方、サーミスタ検出温度Ｔが”制御温度Ｔ2 −
１”℃を越えているときには（Ｓ１５）、定着ローラ１
０の温度が前記温度範囲の下限温度を上回っているの
で、加熱信号を出力することなくステップＳ１７に進
む。

【００５３】次いで、定着ローラ１０の温度が前記温度
範囲の上限温度よりも低いか否かが判断され、サーミス
タ検出温度Ｔが”制御温度Ｔ2 ＋１”℃を越えていると
きには（Ｓ１７）、定着ローラ１０の温度を下げるため
に加熱信号を停止（ＯＦＦ）し（Ｓ１８）、メインルー
チンへ戻る。一方、サーミスタ検出温度Ｔが”制御温度
Ｔ2 ＋１”℃以下のときには（Ｓ１７）、定着ローラ１
０の温度が前記温度範囲内に維持されているのでメイン
ルーチンへ戻る。

【００５４】ステップＳ１４において、ウォームアップ
終了フラグがセットされた直後には、サーミスタ検出温
度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 以下になることはないが、
メインルーチンを繰り返しているうちに、何らかの原因
で定着ローラ１０の温度が異常に低くなった場合に、低
温異常の検出がなされる。

【００５５】従来の制御ステップでは、サーミスタ検出
温度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 以下であると判断したと
きには、直ちにヒータ異常処理を行なっていたが、本実
施例では、自励式発振回路３７の発振が電気ノイズによ
り停止していても誤動作を起こさないようにするため
に、以下のような制御を行なっている。

【００５６】ステップＳ１４において、サーミスタ検出
温度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 以下であるか否かを判断
し、この判断がＹＥＳ、すなわちサーミスタ検出温度Ｔ
が低温異常設定温度Ｔ1 以下であると判断したときに
は、まず、加熱信号を停止（ＯＦＦ）し（Ｓ２０）、所
定時間待機し（Ｓ２１）、再び加熱信号を出力（ＯＮ）
し（Ｓ２２）、温度が十分に上昇する所定時間だけ待機
する（Ｓ２３）。

【００５７】その後に、再度、サーミスタ検出温度Ｔが
低温異常設定温度Ｔ1 以下であるか否かを判断し（Ｓ２
４）、サーミスタ検出温度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 以
下のときには、直ちに、ヒータ異常処理サブルーチンに
進み（Ｓ２５）、このサブルーチン内でしかるべき異常
処理（トラブルの警告、装置停止など）を行う。

【００５８】一方、ステップＳ２４でサーミスタ検出温
度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 を越えていると判断したと
きには、ヒータ異常処理を行なわずに、ステップＳ１５
に進む。そして、前述したように、定着ローラ１０を制
御温度Ｔ2 ±１℃の温度範囲内に維持する処理がなされ
る（Ｓ１５〜Ｓ１８）。

【００５９】自励式発振回路３７は電気ノイズなどによ
り発振を停止してしまう可能性があるものの、上述のよ
うな制御を行なうことにより、電気ノイズなどによって
発振が停止してしまった自励式発振回路３７に再度ＯＮ
トリガ（加熱信号ＯＦＦ→ＯＮ）を加え、ヒータ異常処
理を行なう前に再度発振させて、定着ローラ１０の加熱
を再開するようにしたため、誤動作を防止することがで
きる。

【００６０】図１１は、本発明の他の実施例における温
度制御サブルーチンを示すフローチャートである。この
実施例の制御ステップは、従来の制御ステップと同様の
処理が行なわれていた前述した実施例における「加熱信
号ＯＮ」（Ｓ１６、Ｓ１９）を、前述した実施例におけ
るステップＳ２０〜ステップＳ２２と同様に、「加熱信
号ＯＦＦ」→「ウェイト」→「加熱信号ＯＮ」（Ｓ３６
〜Ｓ３８、Ｓ４１〜Ｓ４３）へ置き換えたものである。
なお、本実施例の制御ステップは、従来の制御ステップ
に対して、ステップＳ３６〜ステップＳ３８の処理と、
ステップＳ４１〜ステップＳ４３の処理を改変・付加し
たものである。

【００６１】温度制御サブルーチンがスタートすると、
まず、ウォームアップ終了フラグがセットされているか
否かを確認し（Ｓ３１）、ウォームアップ終了フラグが
セットされているときには、ステップＳ３４に進む。

【００６２】一方、ウォームアップ終了フラグがセット
されていないときには、ウォームアップ温度とサーミス
タ検出温度Ｔとを比較し（Ｓ３２）、サーミスタ検出温
度Ｔがウォームアップ温度未満であれば、定着ローラ１
０のウォームアップを継続するために、まず、加熱信号
を停止（ＯＦＦ）し（Ｓ４１）、所定時間待機し（Ｓ４
２）、再び加熱信号を出力（ＯＮ）して（Ｓ４３）、メ
インルーチンへ戻る。また、サーミスタ検出温度Ｔがウ
ォームアップ温度以上であれば（Ｓ３２）、ウォームア
ップ終了フラグをセットして（Ｓ３３）、ステップＳ３
４に進む。

【００６３】次ぎに、ステップＳ３４において、サーミ
スタ検出温度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 を越えていると
判断したときには、ステップＳ３５〜ステップＳ４０
で、定着ローラ１０を制御温度Ｔ2 ±１℃の温度範囲内
に維持する処理がなされる。

【００６４】まず、定着ローラ１０の温度が前記温度範
囲の下限温度よりも高いか否かが判断され、サーミスタ
検出温度Ｔが”制御温度Ｔ2 −１”℃以下のときには
（Ｓ３５）、定着ローラ１０の温度を昇温するために、
まず、加熱信号を停止（ＯＦＦ）し（Ｓ３６）、所定時
間待機し（Ｓ３７）、再び加熱信号を出力（ＯＮ）して
（Ｓ３８）、ステップＳ３９に進む。一方、サーミスタ
検出温度Ｔが”制御温度Ｔ2 −１”℃を越えているとき
には（Ｓ３５）、ステップＳ３９に進む。

【００６５】次いで、定着ローラ１０の温度が前記温度
範囲の上限温度よりも低いか否かが判断され、前述した
実施例のステップＳ１７、Ｓ１８と同様の処理がなされ
る（Ｓ３９，Ｓ４０）。

【００６６】本実施例では、サーミスタ検出温度Ｔが低
温異常設定温度Ｔ1 以下になるまでに、ステップＳ３６
〜Ｓ３８、あるいは、ステップＳ４１〜Ｓ４３におい
て、自励式発振回路にＯＮトリガ（加熱信号ＯＦＦ→Ｏ
Ｎ）が加えられている。このため、ステップＳ３４にお
いて、サーミスタ検出温度Ｔが低温異常設定温度Ｔ1 以
下であると判断したときには、従来の制御ステップと同
様に、直ちに、ヒータ異常処理サブルーチンに進み（Ｓ
４４）、トラブルの警告、装置停止などの所定の異常処
理を行うようになっている。

【００６７】このような制御を行なった場合にも、前述
した実施例と同様に、電気ノイズなどによって発振が停
止してしまった自励式発振回路３７に再度ＯＮトリガ
（加熱信号ＯＦＦ→ＯＮ）を加えて、ヒータ異常処理を
行なう前に再度発振させ、定着ローラ１０の加熱を再開
するようにしたため、誤動作を防止することが可能とな
る。

【００６８】さらに、上述した２つの実施例における制
御ステップは、従来の制御ステップを僅かに改変しただ
けであり、大部分の制御ステップを流用している。した
がって、ハードウェア上の対策によってノイズ耐力を高
める場合に比較すると、ソフトウェアによる誤動作防止
であるため、対策コストが安価なものとなる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の誘導加熱
定着装置によれば、加熱信号発生手段から加熱信号が自
励式発振回路に出力されているにも拘らず温度検出手段
が定着ローラの温度上昇を検出しない場合には、制御手
段は、加熱信号の出力を所定時間停止した後、再度出力
するように加熱信号発生手段を制御するので、自励式発
振回路の発振が電気ノイズなどの影響を受けて停止して
いても、当該自励式発振回路は再度発振を開始して、定
着ローラの加熱が再開されることになり、誤動作の発生
を防止することができる。

【００７０】さらに、ソフトウェアによる誤動作防止で
あるため、ハードウェア上の対策によってノイズ耐力を
高める場合に比較して、対策コストが安価なものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した誘導加熱定着装置を示す断
面図である。

【図２】 図１に示した誘導加熱定着装置に用いられる
定着ローラおよび加圧ローラを示す斜視図である。

【図３】 図１に示した誘導加熱定着装置に用いられる
コイル・アセンブリを示す斜視図である。

【図４】 定着ローラ内のコイルとコアを示す透視図で
ある。

【図５】 図３に示されるコイル・アセンブリがホルダ
に保持されたホルダユニットを示す斜視図である。

【図６】 本発明を適用した誘導加熱定着装置における
定着ローラの加熱原理を説明する説明図である。

【図７】 誘導加熱コイルへ高周波電流を流し定着ロー
ラの温度を制御する回路のブロック図である。

【図８】 インバータ回路を示すブロック図である。

【図９】 プリンタ制御メインルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図１０】図９に示される温度制御サブルーチンを示す
フローチャートである。

【図１１】本発明の他の実施例における温度制御サブル
ーチンを示すフローチャートである。

【図１２】図１２（Ａ）〜（Ｆ）は自励式発振回路の発
振動作を説明する説明図であり、図１２（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）は、正常動作時におけるそれぞれ、電圧検出回路
で検出される電圧の波形図、電流検出回路で検出される
電流の波形図、スイッチング素子のオン／オフ信号の波
形図であり、図１２（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は、電圧検出回
路のリファレンス電圧が電気ノイズによって電圧変動し
たときにおけるそれぞれ、電圧検出回路で検出される電
圧の波形図、電流検出回路で検出される電流の波形図、
スイッチング素子のオン／オフ信号の波形図である。

【符号の説明】

１０…定着ローラ １１…加圧ローラ １２…コイル・アセンブリ １４…シート（記録媒体） １６…温度センサ、サーミスタ（温度検出手段） ２２…コイル ２３…コア ３７…インバータ回路（自励式発振回路） ３８…制御回路（制御手段） ３９…加熱信号発生回路（加熱信号発生手段）

【手続補正書】

【提出日】平成６年９月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１２】

フロントページの続き (72)発明者 日野谷 弘明 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 米田 哲 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上に形成されたトナー像を前記
   記録媒体へ定着する定着装置であって、導電性部材で形
   成された定着ローラと、当該定着ローラの内部に配置さ
   れ当該定着ローラに誘導電流を生じさせるコイルとを有
   する誘導加熱定着装置において、 前記定着ローラの温度を検出する温度検出手段と、 前記コイルに交流電流を流す自励式発振回路と、 当該自励式発振回路に加熱信号を出力する加熱信号発生
   手段と、 前記加熱信号発生手段から加熱信号が前記自励式発振回
   路に出力されているにも拘らず前記温度検出手段が前記
   定着ローラの温度上昇を検出しないときに、加熱信号の
   出力を所定時間停止した後、再度出力するように前記加
   熱信号発生手段を制御する制御手段と、を有することを
   特徴とする誘導加熱定着装置。