JP3460423B2 - 誘導加熱定着装置 - Google Patents
誘導加熱定着装置Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
- H05B6/14—Tools, e.g. nozzles, rollers, calenders
- H05B6/145—Heated rollers
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
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- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2039—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
-
- G—PHYSICS
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1906—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
- G05D23/1912—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can take more than two discrete values
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- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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、誘導加熱を利用してトナ
ー像を記録媒体に定着する誘導加熱定着装置に関する。
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、誘導加熱を利用してトナ
ー像を記録媒体に定着する誘導加熱定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】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。このような定着装置
では、予め設定された所定温度に温められた定着ローラ
と、定着ローラに対向して配設された加圧ローラ間を狭
持搬送される記録紙上のトナー画像に、定着ローラの熱
を付与することによって、トナーを溶融し記録紙に固着
させる。
ァクシミリなどには、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。このような定着装置
では、予め設定された所定温度に温められた定着ローラ
と、定着ローラに対向して配設された加圧ローラ間を狭
持搬送される記録紙上のトナー画像に、定着ローラの熱
を付与することによって、トナーを溶融し記録紙に固着
させる。
【０００３】このような定着装置では、定着ローラを加
熱するための熱源に供給する電圧として商用電源電圧
（日本国内ではＡＣ１００Ｖ）をそのまま使用したり、
またはさらに昇圧して（ＡＣ１００Ｖ以上）使用するた
め、この熱源への電力供給回路と、定着装置全体の制御
を行う比較的低い電圧で駆動されている制御系回路とを
電気的に分離させる必要がある。これは、制御系回路が
各種インターフェース用の接続端子やスイッチなどユー
ザが直接手で触れる部分と接続されているため、万が一
何等かの異常があった場合でも、熱源へ供給されている
高電圧が制御系回路に流れることのないようにとられる
措置である。
熱するための熱源に供給する電圧として商用電源電圧
（日本国内ではＡＣ１００Ｖ）をそのまま使用したり、
またはさらに昇圧して（ＡＣ１００Ｖ以上）使用するた
め、この熱源への電力供給回路と、定着装置全体の制御
を行う比較的低い電圧で駆動されている制御系回路とを
電気的に分離させる必要がある。これは、制御系回路が
各種インターフェース用の接続端子やスイッチなどユー
ザが直接手で触れる部分と接続されているため、万が一
何等かの異常があった場合でも、熱源へ供給されている
高電圧が制御系回路に流れることのないようにとられる
措置である。
【０００４】従来、定着ローラの熱源としてハロゲンラ
ンプを用いた定着装置にあっては、例えば図１６に示す
ように、ハロゲンランプ１１０およびこのハロゲンラン
プ１１０へ電力を供給する高電圧電源回路９５によって
構成された１次回路側と、定着ローラ１００の温度を検
出するサーミスタ４およびこのサーミスタ４からの信号
に基づきハロゲンランプ１１０への電力を制御する制御
回路９０によって構成される２次回路側と、１次回路側
と２次回路側との間で制御回路９０からの出力制御信号
を高電圧電源回路９５に伝達するための絶縁スイッチ９
１よりなる。
ンプを用いた定着装置にあっては、例えば図１６に示す
ように、ハロゲンランプ１１０およびこのハロゲンラン
プ１１０へ電力を供給する高電圧電源回路９５によって
構成された１次回路側と、定着ローラ１００の温度を検
出するサーミスタ４およびこのサーミスタ４からの信号
に基づきハロゲンランプ１１０への電力を制御する制御
回路９０によって構成される２次回路側と、１次回路側
と２次回路側との間で制御回路９０からの出力制御信号
を高電圧電源回路９５に伝達するための絶縁スイッチ９
１よりなる。
【０００５】ここで、絶縁スイッチ９１は、例えばソリ
ッドステートリレー（ＳＳＲ）など電気的に絶縁された
ものが用いられ、制御回路９０からの出力制御信号によ
って高電圧電源回路９５をオン・オフする。
ッドステートリレー（ＳＳＲ）など電気的に絶縁された
ものが用いられ、制御回路９０からの出力制御信号によ
って高電圧電源回路９５をオン・オフする。
【０００６】この定着装置における温調制御は、図１７
に示すように、サーミスタ４の検出電圧が予め設定さ
れた下限値より低くなれば絶縁スイッチ９１をオンに
し、予め設定された上限値より高くなれば絶縁スイッチ
９１をオフするように出力制御信号を出し、ハロゲン
ランプ１１０への電源電流’を断続することで行われ
ている。
に示すように、サーミスタ４の検出電圧が予め設定さ
れた下限値より低くなれば絶縁スイッチ９１をオンに
し、予め設定された上限値より高くなれば絶縁スイッチ
９１をオフするように出力制御信号を出し、ハロゲン
ランプ１１０への電源電流’を断続することで行われ
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年、定着装置におい
ては、クイックスタートや省エネルギーの要請から誘導
加熱を用いた定着装置が注目されており、誘導加熱定着
装置では、コイルに流される高周波電流によって発生す
る磁束により金属製の定着ローラ自体が発熱するため、
温度上昇が速いという特徴がある。
ては、クイックスタートや省エネルギーの要請から誘導
加熱を用いた定着装置が注目されており、誘導加熱定着
装置では、コイルに流される高周波電流によって発生す
る磁束により金属製の定着ローラ自体が発熱するため、
温度上昇が速いという特徴がある。
【０００８】この誘導加熱定着装置の制御について、特
に１次回路側と２次回路側を電気的に絶縁した制御回路
構成として、前述のハロゲンランプを熱源とするものと
同様の構成とした場合、例えば図１８に示すように、１
次回路側として導電体により形成された定着ローラなど
の被加熱体１を誘導加熱するための誘導コイル２と、こ
の誘導コイル２に高周波電流を供給するためのインバー
タ回路５０とによって構成され、２次回路側は前述同様
にサーミスタ４および制御回路９０によって構成され、
１次回路側と２次回路側との間はフォトカプラなどの絶
縁スイッチ９３によってインバータ回路５０のオン・オ
フ制御がなされるものとなる。
に１次回路側と２次回路側を電気的に絶縁した制御回路
構成として、前述のハロゲンランプを熱源とするものと
同様の構成とした場合、例えば図１８に示すように、１
次回路側として導電体により形成された定着ローラなど
の被加熱体１を誘導加熱するための誘導コイル２と、こ
の誘導コイル２に高周波電流を供給するためのインバー
タ回路５０とによって構成され、２次回路側は前述同様
にサーミスタ４および制御回路９０によって構成され、
１次回路側と２次回路側との間はフォトカプラなどの絶
縁スイッチ９３によってインバータ回路５０のオン・オ
フ制御がなされるものとなる。
【０００９】この様なオン・オフ制御は、ハロゲンラン
プを熱源とするものにあっては、定着ローラの熱容量に
加えハロゲンランプ自体もある程度熱容量をもち、電力
の供給が切れてもすぐには冷めないため、また、定着ロ
ーラはハロゲンランプからの熱放射により間接的に加熱
されているため、ハロゲンランプが点灯しても定着ロー
ラの温度が急に上昇することもないので、オン・オフ制
御であっても比較的一定した温度を維持することができ
る。しかし、誘導加熱定着装置にあっては、その最大の
特徴である加熱速度（昇温速度）が速いことから、誘導
コイルがインバータ回路から高周波電流の供給を受ける
と、定着ローラは非常に早い時間（数秒）で定着に必要
な温度（１８０〜２００℃程度）まで上昇し、スイッチ
が切れると急激に温度が下がる。このため、この様なオ
ン・オフ制御では、一定した温度が得られにくいとった
問題が生じる。特に、肉厚が数μｍ〜数十μｍ程度と薄
くフレキシブルな金属スリーブを用いた誘導加熱定着装
置では、金属スリーブの熱容量が少ないので、オン・オ
フ制御によって生じる温度リップルが３０〜４０℃もあ
り、定着装置の温度リップルとして望まれている４〜５
℃程度を越えたものとなり定着装置として実用し難いも
のとなってしまう。
プを熱源とするものにあっては、定着ローラの熱容量に
加えハロゲンランプ自体もある程度熱容量をもち、電力
の供給が切れてもすぐには冷めないため、また、定着ロ
ーラはハロゲンランプからの熱放射により間接的に加熱
されているため、ハロゲンランプが点灯しても定着ロー
ラの温度が急に上昇することもないので、オン・オフ制
御であっても比較的一定した温度を維持することができ
る。しかし、誘導加熱定着装置にあっては、その最大の
特徴である加熱速度（昇温速度）が速いことから、誘導
コイルがインバータ回路から高周波電流の供給を受ける
と、定着ローラは非常に早い時間（数秒）で定着に必要
な温度（１８０〜２００℃程度）まで上昇し、スイッチ
が切れると急激に温度が下がる。このため、この様なオ
ン・オフ制御では、一定した温度が得られにくいとった
問題が生じる。特に、肉厚が数μｍ〜数十μｍ程度と薄
くフレキシブルな金属スリーブを用いた誘導加熱定着装
置では、金属スリーブの熱容量が少ないので、オン・オ
フ制御によって生じる温度リップルが３０〜４０℃もあ
り、定着装置の温度リップルとして望まれている４〜５
℃程度を越えたものとなり定着装置として実用し難いも
のとなってしまう。
【００１０】そこで、本発明の目的は、高電圧が使用さ
れる１次回路側と、低電圧で駆動され、ユーザーが操作
するスイッチや端子類が接続されている２次回路側とが
電気的に絶縁された制御回路を備え、かつ被加熱体の温
度リップルが低く略一定の温度に温調することができる
誘導加熱定着装置を提供することである。
れる１次回路側と、低電圧で駆動され、ユーザーが操作
するスイッチや端子類が接続されている２次回路側とが
電気的に絶縁された制御回路を備え、かつ被加熱体の温
度リップルが低く略一定の温度に温調することができる
誘導加熱定着装置を提供することである。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、導電性部材で形成された被
加熱体と、該被加熱体に近接して配設され、該被加熱体
に誘導電流を生じさせて発熱させるためのコイルと、該
コイルに高周波電流を流すための高周波電源回路とを備
え、記録媒体上に形成されたトナー像を該記録媒体へ定
着する誘導加熱定着装置であって、前記被加熱体の温度
を検出する温度検出手段と、前記高周波電源回路と電気
的に絶縁され、該温度検出手段よって検出された前記被
加熱体の温度を元に、前記被加熱体が所定の温度範囲と
なるように、前記高周波電源回路の出力を制御するため
の制御信号を出力する出力制御手段と、前記出力制御手
段からの制御信号を電気的に絶縁された状態で前記高周
波電源回路に伝達する制御信号伝達手段と、を有し、 前
記出力制御手段から出力される制御信号がパラレル信号
であり、前記制御信号伝達手段に、該パラレル信号をシ
リアル信号に変換するためのパラレル／シリアル変換手
段を有し、該パラレル／シリアル変換手段からの出力が
制御信号として前記高周波電源回路に入力されて、前記
高周波電源回路から前記コイルへの高周波出力を制御す
ることを特徴とする誘導加熱定着装置である。
の請求項１記載の本発明は、導電性部材で形成された被
加熱体と、該被加熱体に近接して配設され、該被加熱体
に誘導電流を生じさせて発熱させるためのコイルと、該
コイルに高周波電流を流すための高周波電源回路とを備
え、記録媒体上に形成されたトナー像を該記録媒体へ定
着する誘導加熱定着装置であって、前記被加熱体の温度
を検出する温度検出手段と、前記高周波電源回路と電気
的に絶縁され、該温度検出手段よって検出された前記被
加熱体の温度を元に、前記被加熱体が所定の温度範囲と
なるように、前記高周波電源回路の出力を制御するため
の制御信号を出力する出力制御手段と、前記出力制御手
段からの制御信号を電気的に絶縁された状態で前記高周
波電源回路に伝達する制御信号伝達手段と、を有し、 前
記出力制御手段から出力される制御信号がパラレル信号
であり、前記制御信号伝達手段に、該パラレル信号をシ
リアル信号に変換するためのパラレル／シリアル変換手
段を有し、該パラレル／シリアル変換手段からの出力が
制御信号として前記高周波電源回路に入力されて、前記
高周波電源回路から前記コイルへの高周波出力を制御す
ることを特徴とする誘導加熱定着装置である。
【００１５】また、請求項２記載の本発明は、導電性部
材で形成された被加熱体と、該被加熱体に近接して配設
され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて発熱させるた
めのコイルと、該コイルに高周波電流を流すための高周
波電源回路とを備え、記録媒体上に形成されたトナー像
を該記録媒体へ定着する誘導加熱定着装置であって、前
記被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、前記高周
波電源回路と電気的に絶縁され、該温度検出手段よって
検出された前記被加熱体の温度を元に、前記被加熱体が
所定の温度範囲となるように、前記高周波電源回路の出
力を制御するための制御信号を出力する出力制御手段
と、前記出力制御手段からの制御信号を電気的に絶縁さ
れた状態で前記高周波電源回路に伝達する制御信号伝達
手段と、を有し、前記出力制御手段から出力される制御
信号がデジタルのシリアル信号であり、前記制御信号伝
達手段に、該デジタルのシリアル信号をパラレル信号に
変換するためのシリアル／パラレル変換手段と、該シリ
アル／パラレル変換手段によって変換されたパラレル信
号をアナログのシリアル信号に変換するためのパラレル
／シリアル変換手段と、を有し、該パラレル／シリアル
変換手段からの出力が制御信号として前記高周波電源回
路に入力されて、前記高周波電源回路から前記コイルへ
の高周波出力を制御することを特徴とする誘導加熱定着
装置である。
材で形成された被加熱体と、該被加熱体に近接して配設
され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて発熱させるた
めのコイルと、該コイルに高周波電流を流すための高周
波電源回路とを備え、記録媒体上に形成されたトナー像
を該記録媒体へ定着する誘導加熱定着装置であって、前
記被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、前記高周
波電源回路と電気的に絶縁され、該温度検出手段よって
検出された前記被加熱体の温度を元に、前記被加熱体が
所定の温度範囲となるように、前記高周波電源回路の出
力を制御するための制御信号を出力する出力制御手段
と、前記出力制御手段からの制御信号を電気的に絶縁さ
れた状態で前記高周波電源回路に伝達する制御信号伝達
手段と、を有し、前記出力制御手段から出力される制御
信号がデジタルのシリアル信号であり、前記制御信号伝
達手段に、該デジタルのシリアル信号をパラレル信号に
変換するためのシリアル／パラレル変換手段と、該シリ
アル／パラレル変換手段によって変換されたパラレル信
号をアナログのシリアル信号に変換するためのパラレル
／シリアル変換手段と、を有し、該パラレル／シリアル
変換手段からの出力が制御信号として前記高周波電源回
路に入力されて、前記高周波電源回路から前記コイルへ
の高周波出力を制御することを特徴とする誘導加熱定着
装置である。
【００１６】また、請求項３記載の本発明は、導電性部
材で形成された被加熱体と、該被加熱体に近接して配設
され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて発熱させるた
めのコイルと、該コイルに高周波電流を流すための高周
波電源回路とを備え、記録媒体上に形成されたトナー像
を該記録媒体へ定着する誘導加熱定着装置であって、前
記被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、前記高周
波電源回路と電気的に絶縁され、該温度検出手段よって
検出された前記被加熱体の温度を元に、前記被加熱体が
所定の温度範囲となるように、前記高周波電源回路の出
力を制御するための制御信号を出力する出力制御手段
と、前記出力制御手段からの制御信号を電気的に絶縁さ
れた状態で前記高周波電源回路に伝達する制御信号伝達
手段と、を有し、前記出力制御手段から出力される制御
信号がデューティー比の異なるデジタル信号であり、前
記制御信号伝達手段に、該デジタル信号をそのデューテ
ィー比によって異なるアナログ信号に変換するデジタル
／アナログ変換手段を有し、該デジタル／アナログ変換
手段からの出力が制御信号として前記高周波電源回路に
入力されて、前記高周波電源回路から前記コイルへの高
周波出力を制御することを特徴とする誘導加熱定着装置
である。
材で形成された被加熱体と、該被加熱体に近接して配設
され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて発熱させるた
めのコイルと、該コイルに高周波電流を流すための高周
波電源回路とを備え、記録媒体上に形成されたトナー像
を該記録媒体へ定着する誘導加熱定着装置であって、前
記被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、前記高周
波電源回路と電気的に絶縁され、該温度検出手段よって
検出された前記被加熱体の温度を元に、前記被加熱体が
所定の温度範囲となるように、前記高周波電源回路の出
力を制御するための制御信号を出力する出力制御手段
と、前記出力制御手段からの制御信号を電気的に絶縁さ
れた状態で前記高周波電源回路に伝達する制御信号伝達
手段と、を有し、前記出力制御手段から出力される制御
信号がデューティー比の異なるデジタル信号であり、前
記制御信号伝達手段に、該デジタル信号をそのデューテ
ィー比によって異なるアナログ信号に変換するデジタル
／アナログ変換手段を有し、該デジタル／アナログ変換
手段からの出力が制御信号として前記高周波電源回路に
入力されて、前記高周波電源回路から前記コイルへの高
周波出力を制御することを特徴とする誘導加熱定着装置
である。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付した図面を参照して説明する。
付した図面を参照して説明する。
【００２０】参考例１
図１は本発明の参考に供するための誘導加熱定着装置の
制御系の構成を説明するためのブロック図であり、図２
はこの誘導加熱定着装置の動作を説明するためのタイミ
ングチャートであり、図３および図４はこの誘導加熱定
着装置に用いられるインバータ回路を説明するためのブ
ロック図であり、また、図５はこの誘導加熱定着装置の
機械系の構成を説明するための概略断面図である。
制御系の構成を説明するためのブロック図であり、図２
はこの誘導加熱定着装置の動作を説明するためのタイミ
ングチャートであり、図３および図４はこの誘導加熱定
着装置に用いられるインバータ回路を説明するためのブ
ロック図であり、また、図５はこの誘導加熱定着装置の
機械系の構成を説明するための概略断面図である。
【００２１】以下、各図面を参照して、まず、制御系の
構成およびその動作について説明し、次いで機械系の構
成について説明する。
構成およびその動作について説明し、次いで機械系の構
成について説明する。
【００２２】この誘導加熱定着装置の制御系は、図１に
示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱開始や終
了といった加熱指示を出し、また、後述する機械系を構
成する加圧ローラの動作や記録用紙の搬送などの制御を
行う第２制御手段である本体制御回路１０があり、数Ｖ
程度の電圧で駆動されている。一方、１次回路側には、
誘導コイル２に高周波電流を供給するための高周波電源
回路であるインバータ回路５０と、金属製の被加熱体１
の近傍（または被加熱体と接触して）に配設されている
温度検出手段であるサーミスタ４からの信号を元に、加
熱出力を決定し、該インバータ回路５０を制御する第１
制御手段である出力制御回路３１がある。そして、１次
回路側と２次回路側の間に、本体制御回路１０からの加
熱指示信号を出力制御回路３１に、電気的に絶縁された
状態で伝達する指示伝達手段である絶縁スイッチ２０
と、出力制御回路３１から被加熱体１が定着に適した温
度になったことを知らせる信号（レディー信号）を本体
制御装置１０に伝達する絶縁スイッチ２１とが設けられ
ている。ここで、絶縁スイッチ２０および２１はオンま
たはオフの状態を電気的に絶縁された状態で伝達するこ
とができればよく、例えばフォトカプラなどが用いられ
る。また、被加熱体１としては、例えば定着ローラ（ハ
ードローラ）やフレキシブルな金属スリーブなどが用い
られる。
示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱開始や終
了といった加熱指示を出し、また、後述する機械系を構
成する加圧ローラの動作や記録用紙の搬送などの制御を
行う第２制御手段である本体制御回路１０があり、数Ｖ
程度の電圧で駆動されている。一方、１次回路側には、
誘導コイル２に高周波電流を供給するための高周波電源
回路であるインバータ回路５０と、金属製の被加熱体１
の近傍（または被加熱体と接触して）に配設されている
温度検出手段であるサーミスタ４からの信号を元に、加
熱出力を決定し、該インバータ回路５０を制御する第１
制御手段である出力制御回路３１がある。そして、１次
回路側と２次回路側の間に、本体制御回路１０からの加
熱指示信号を出力制御回路３１に、電気的に絶縁された
状態で伝達する指示伝達手段である絶縁スイッチ２０
と、出力制御回路３１から被加熱体１が定着に適した温
度になったことを知らせる信号（レディー信号）を本体
制御装置１０に伝達する絶縁スイッチ２１とが設けられ
ている。ここで、絶縁スイッチ２０および２１はオンま
たはオフの状態を電気的に絶縁された状態で伝達するこ
とができればよく、例えばフォトカプラなどが用いられ
る。また、被加熱体１としては、例えば定着ローラ（ハ
ードローラ）やフレキシブルな金属スリーブなどが用い
られる。
【００２３】この様に構成された制御系の動作は、図２
に示すタイミングチャートのように、本体制御回路１０
から被加熱体１の加熱を開始するための加熱指示信号
が出力される。この加熱指示信号が絶縁スイッチ２０に
よって出力制御回路３１に伝達されると、出力制御回路
３１はサーミスタ４からの電圧を監視しつつ、インバー
タ回路５０を駆動するように出力制御信号を出力す
る。このとき、サーミスタ４から出力される検出信号
は、被加熱体１がまた加熱されていない状態であるの
で、室温時の温度を示す電圧が出力されており、出力制
御回路３１では１００％出力となるように出力制御信号
がインバータ回路５０に出力される。これにより、被
加熱体１は誘導コイル２によって発生する磁界によって
発熱し急速に定着に適した温度（定着温度、約１８０〜
２００℃）まで昇温する。
に示すタイミングチャートのように、本体制御回路１０
から被加熱体１の加熱を開始するための加熱指示信号
が出力される。この加熱指示信号が絶縁スイッチ２０に
よって出力制御回路３１に伝達されると、出力制御回路
３１はサーミスタ４からの電圧を監視しつつ、インバー
タ回路５０を駆動するように出力制御信号を出力す
る。このとき、サーミスタ４から出力される検出信号
は、被加熱体１がまた加熱されていない状態であるの
で、室温時の温度を示す電圧が出力されており、出力制
御回路３１では１００％出力となるように出力制御信号
がインバータ回路５０に出力される。これにより、被
加熱体１は誘導コイル２によって発生する磁界によって
発熱し急速に定着に適した温度（定着温度、約１８０〜
２００℃）まで昇温する。
【００２４】定着温度まで被加熱体１が昇温すると、サ
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している出
力制御回路３１では、それ以上被加熱体１の温度が上が
らないように、かつ定着に適した温度が維持されるよう
に、出力制御信号を４０〜５０％程度の出力にする。
これにより、インバータ回路５０から出力される高周波
電流も４０〜５０％程度の出力となり被加熱体１の温
度が略一定の温度で維持される。
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している出
力制御回路３１では、それ以上被加熱体１の温度が上が
らないように、かつ定着に適した温度が維持されるよう
に、出力制御信号を４０〜５０％程度の出力にする。
これにより、インバータ回路５０から出力される高周波
電流も４０〜５０％程度の出力となり被加熱体１の温
度が略一定の温度で維持される。
【００２５】なお、被加熱体１は、通常特別な冷却装置
を用いない場合、ハロゲンランプを用いた定着装置程で
はないにしても、昇温速度より温度が下がる速度の方が
遅く、これは、被加熱体１自体が定着装置の内部に格納
されていて冷めにくいためと、後述するように被加熱体
１の内部に誘導コイル２が収納されているためによる。
一方、その昇温速度は、既に説明したように、誘導加熱
によって被加熱体１自体が発熱するため非常に速い。し
たがって、従来のようにオン・オフ制御としたのでは、
温度が上昇した後一旦完全に加熱出力をオフにして、そ
の後誘導コイルへの高周波電流がオン（加熱出力１００
％）になると、急激に温度が上昇し３０〜４０℃の温度
リップルが発生してしまうが、上記のように、定着温度
に達した後、加熱出力を完全にオフにするのではなく、
４０〜５０％程度で出力し続けることで、被加熱体１の
温度上昇を抑え、かつ、その温度（定着温度）が維持さ
れることとなる。
を用いない場合、ハロゲンランプを用いた定着装置程で
はないにしても、昇温速度より温度が下がる速度の方が
遅く、これは、被加熱体１自体が定着装置の内部に格納
されていて冷めにくいためと、後述するように被加熱体
１の内部に誘導コイル２が収納されているためによる。
一方、その昇温速度は、既に説明したように、誘導加熱
によって被加熱体１自体が発熱するため非常に速い。し
たがって、従来のようにオン・オフ制御としたのでは、
温度が上昇した後一旦完全に加熱出力をオフにして、そ
の後誘導コイルへの高周波電流がオン（加熱出力１００
％）になると、急激に温度が上昇し３０〜４０℃の温度
リップルが発生してしまうが、上記のように、定着温度
に達した後、加熱出力を完全にオフにするのではなく、
４０〜５０％程度で出力し続けることで、被加熱体１の
温度上昇を抑え、かつ、その温度（定着温度）が維持さ
れることとなる。
【００２６】また、本参考例１のように被加熱体の加熱
出力を制御する出力制御回路３１を１次回路側に設けた
ことにより、サーミスタ４も１次回路側に配設できるた
め、被加熱体１とサーミスタ４との間を絶縁する必要が
なくなり、装置構成上の制約が少なく、装置設計の自由
度が大きくなる。
出力を制御する出力制御回路３１を１次回路側に設けた
ことにより、サーミスタ４も１次回路側に配設できるた
め、被加熱体１とサーミスタ４との間を絶縁する必要が
なくなり、装置構成上の制約が少なく、装置設計の自由
度が大きくなる。
【００２７】なお、出力制御回路３１では、被加熱体１
が定着温度に達したと同時にこれを本体制御回路１０に
伝えるようにレディー信号をオンにする。そして、本
体制御装置１０では、レディー信号が検知されると、
加圧ローラの回転や記録紙の搬送などを指示する。
が定着温度に達したと同時にこれを本体制御回路１０に
伝えるようにレディー信号をオンにする。そして、本
体制御装置１０では、レディー信号が検知されると、
加圧ローラの回転や記録紙の搬送などを指示する。
【００２８】次に、ここで用いられるインバータ回路５
０の一例を説明する。図３は、インバータ回路の一例を
説明するためのブロック図で、このインバータ回路５０
は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）６１の交流が整流回路６
２によってＤＣに整流され、インバータ回路５０で高周
波に変換して誘導コイル２に印加しているものである。
０の一例を説明する。図３は、インバータ回路の一例を
説明するためのブロック図で、このインバータ回路５０
は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）６１の交流が整流回路６
２によってＤＣに整流され、インバータ回路５０で高周
波に変換して誘導コイル２に印加しているものである。
【００２９】したがって、誘導加熱コイル２への高周波
電流（交番電流）は、整流回路６２によりＡＣ１００Ｖ
がＤＣに整流されて、ＬＣ共振回路を構成する誘導コイ
ル２と共振用コンデンサ５５に印加され、そして、整流
回路６２とＬＣ共振回路に対して直列に接続された、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５２を駆動回路５３によりスイッチングする
ことで供給される。
電流（交番電流）は、整流回路６２によりＡＣ１００Ｖ
がＤＣに整流されて、ＬＣ共振回路を構成する誘導コイ
ル２と共振用コンデンサ５５に印加され、そして、整流
回路６２とＬＣ共振回路に対して直列に接続された、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５２を駆動回路５３によりスイッチングする
ことで供給される。
【００３０】スイッチ５２のオンタイミングは電圧検出
回路５４により決められ、スイッチ５２のオフタイミン
グは電流検出手段である電流検出回路５６により決めら
れる。このスイッチ５２のオフタイミングは、スイッチ
５２がオンすることにより誘導コイル２に電流が流れ、
電流検出回路５１がその内部に有する電流検出抵抗によ
り発生した電圧を検出して、検出した電圧が前述の出力
制御回路３１からの出力制御信号によって決定された
電圧値を越えると、スイッチ５２をオフするように駆動
回路５３に信号を出力して、その信号により駆動回路５
３がスイッチ５２をオフすることによって制御される。
一方、オンタイミングは、電圧検出回路５４が誘導コイ
ル２のコイル電圧が０Ｖ付近まで下降したことを検出す
ると、スイッチ５２をオンするように駆動回路５３に信
号を送ることで制御される。
回路５４により決められ、スイッチ５２のオフタイミン
グは電流検出手段である電流検出回路５６により決めら
れる。このスイッチ５２のオフタイミングは、スイッチ
５２がオンすることにより誘導コイル２に電流が流れ、
電流検出回路５１がその内部に有する電流検出抵抗によ
り発生した電圧を検出して、検出した電圧が前述の出力
制御回路３１からの出力制御信号によって決定された
電圧値を越えると、スイッチ５２をオフするように駆動
回路５３に信号を出力して、その信号により駆動回路５
３がスイッチ５２をオフすることによって制御される。
一方、オンタイミングは、電圧検出回路５４が誘導コイ
ル２のコイル電圧が０Ｖ付近まで下降したことを検出す
ると、スイッチ５２をオンするように駆動回路５３に信
号を送ることで制御される。
【００３１】これにより、誘導コイル２に高周波電流
（交番電流）が印加されて、被加熱体１が誘導加熱され
て発熱する。
（交番電流）が印加されて、被加熱体１が誘導加熱され
て発熱する。
【００３２】この様なインバータ回路を用いれば、出力
制御信号は電流検出回路５６に供給されて、オフタイ
ミングを決定する際の電圧となり、出力制御信号の電
圧をアナログ的に変化させることで、加熱出力を任意に
制御できるようになる。したがって、出力制御信号の
電圧を高くすれば、電流検出回路５６が出力するオフタ
イミングの時間が長くなり、誘導コイル２に蓄えられる
電力量が大きくなり、加熱出力が増加する。一方、出力
制御信号の電圧を低くすれば、逆にオフタイミングの
時間が短くなり、加熱出力が低くなる。
制御信号は電流検出回路５６に供給されて、オフタイ
ミングを決定する際の電圧となり、出力制御信号の電
圧をアナログ的に変化させることで、加熱出力を任意に
制御できるようになる。したがって、出力制御信号の
電圧を高くすれば、電流検出回路５６が出力するオフタ
イミングの時間が長くなり、誘導コイル２に蓄えられる
電力量が大きくなり、加熱出力が増加する。一方、出力
制御信号の電圧を低くすれば、逆にオフタイミングの
時間が短くなり、加熱出力が低くなる。
【００３３】なお、回路上の何等かの異常によって、被
加熱体１が異常に加熱されて高温になるのを防止するた
めに、サーミスタ４とは別に被加熱体１の異常温度を検
知し、電源６１からの電力を遮断するためのサーモスタ
ット６３が電源６１とインバータ回路５０との間に設け
られている。
加熱体１が異常に加熱されて高温になるのを防止するた
めに、サーミスタ４とは別に被加熱体１の異常温度を検
知し、電源６１からの電力を遮断するためのサーモスタ
ット６３が電源６１とインバータ回路５０との間に設け
られている。
【００３４】次にインバータ回路５０の他の例を説明す
る。図４は、インバータ回路の他の例を説明するための
ブロック図で、このインバータ回路５０は、前記のイン
バータ回路同様に、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）６１の交
流が整流回路６２によって直流（ＤＣ）に整流され、高
周波電源回路であるインバータ回路５０で高周波に変換
して印加されるものであるが、出力制御の方法が異な
る。
る。図４は、インバータ回路の他の例を説明するための
ブロック図で、このインバータ回路５０は、前記のイン
バータ回路同様に、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）６１の交
流が整流回路６２によって直流（ＤＣ）に整流され、高
周波電源回路であるインバータ回路５０で高周波に変換
して印加されるものであるが、出力制御の方法が異な
る。
【００３５】このインバータ回路では、誘導コイル２へ
の高周波電流（交番電流）は、整流回路６２によりＡＣ
１００ＶがＤＣに整流されて、ＬＣ共振回路を構成する
誘導コイル２と共振用コンデンサ５５に印加され、そし
て、整流回路６２とＬＣ共振回路に対して直列に接続さ
れた、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５２を駆動回路５３によりスイッチ
ングすることで供給される。そして、スイッチ５２のオ
ンタイミングは電圧検出回路５４により決められるが、
スイッチ５２のオフタイミングは前述のインバータ回路
とは異なり、タイミング発生手段であるタイマー回路５
１により決められる。
の高周波電流（交番電流）は、整流回路６２によりＡＣ
１００ＶがＤＣに整流されて、ＬＣ共振回路を構成する
誘導コイル２と共振用コンデンサ５５に印加され、そし
て、整流回路６２とＬＣ共振回路に対して直列に接続さ
れた、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５２を駆動回路５３によりスイッチ
ングすることで供給される。そして、スイッチ５２のオ
ンタイミングは電圧検出回路５４により決められるが、
スイッチ５２のオフタイミングは前述のインバータ回路
とは異なり、タイミング発生手段であるタイマー回路５
１により決められる。
【００３６】スイッチ５２のオンタイミングは前述と同
様に、誘導コイル２と共振用コンデンサ５５の共振によ
り発生する電圧がある一定の電圧値以下、ここでは０Ｖ
に達したことを電圧検出回路５４が検出して駆動回路５
３へ信号を出力し、その信号により駆動回路５３がスイ
ッチ５２をオンにする。一方、スイッチ５２のオフタイ
ミングは、タイマー回路５１が駆動回路５３に一定時間
の信号を出力して、その信号により駆動回路５３がスイ
ッチ５２をオフにする。
様に、誘導コイル２と共振用コンデンサ５５の共振によ
り発生する電圧がある一定の電圧値以下、ここでは０Ｖ
に達したことを電圧検出回路５４が検出して駆動回路５
３へ信号を出力し、その信号により駆動回路５３がスイ
ッチ５２をオンにする。一方、スイッチ５２のオフタイ
ミングは、タイマー回路５１が駆動回路５３に一定時間
の信号を出力して、その信号により駆動回路５３がスイ
ッチ５２をオフにする。
【００３７】タイマー回路５１は、抵抗とコンデンサか
らなる簡易な回路構成をとり、前述の出力制御信号か
らの一定電圧のオン信号の時間によってＣＲ充放電特性
から決まる一定時間経過後に駆動回路５３にオフタイミ
ングの信号を出力している。したがって、この様なイン
バータ回路を用いた場合には、加熱出力の制御のための
出力制御信号としては一定電圧のオン／オフ信号をタ
イマー回路５１に出力することとなる。
らなる簡易な回路構成をとり、前述の出力制御信号か
らの一定電圧のオン信号の時間によってＣＲ充放電特性
から決まる一定時間経過後に駆動回路５３にオフタイミ
ングの信号を出力している。したがって、この様なイン
バータ回路を用いた場合には、加熱出力の制御のための
出力制御信号としては一定電圧のオン／オフ信号をタ
イマー回路５１に出力することとなる。
【００３８】なお、前述のインバータ回路同様に、被加
熱体１の異常高温を防止するためのサーモスタット６３
が電源６１とインバータ回路５０との間に設けられてい
る。次に、誘導加熱定着装置の機械系の構成および動作
について、その一例を説明する。
熱体１の異常高温を防止するためのサーモスタット６３
が電源６１とインバータ回路５０との間に設けられてい
る。次に、誘導加熱定着装置の機械系の構成および動作
について、その一例を説明する。
【００３９】図５は誘導加熱定着装置を示す側面図であ
る。図５に示すように、この誘導加熱定着装置は、コア
５とこのコア５に巻回された誘導コイル２とによって構
成されたコイルアセンブリ９がホルダユニット６内部に
収納されていて、このホルダユニット６の回りを誘導コ
イル２の誘導電流によって発熱する被加熱体１である金
属製のフレキシブルな定着スリーブ７が取り巻いてい
る。そして、加圧ローラ８がホルダユニット６を押圧し
つつ、記録媒体（用紙）１４をニップ部分に移動・通過
させると共に、定着スリーブ７が記録媒体１４と共に従
動して、記録媒体上のトナーを溶融し、定着させる。
る。図５に示すように、この誘導加熱定着装置は、コア
５とこのコア５に巻回された誘導コイル２とによって構
成されたコイルアセンブリ９がホルダユニット６内部に
収納されていて、このホルダユニット６の回りを誘導コ
イル２の誘導電流によって発熱する被加熱体１である金
属製のフレキシブルな定着スリーブ７が取り巻いてい
る。そして、加圧ローラ８がホルダユニット６を押圧し
つつ、記録媒体（用紙）１４をニップ部分に移動・通過
させると共に、定着スリーブ７が記録媒体１４と共に従
動して、記録媒体上のトナーを溶融し、定着させる。
【００４０】定着スリーブ７は、例えば鉄やニッケルな
どの強磁性体が好ましく、強磁性体であれば多くの磁束
がこの定着スリーブ内を通過してより発熱効率がよくな
る。また、定着スリーブ７の厚さは、例えば２０〜６０
μｍ程度が好ましい。定着スリーブ７の厚さは薄ければ
薄いほどその熱容量が小さくなるので、発熱させるため
の消費電力が少なくなるが、定着スリーブ７の厚さをあ
まり薄くすると、定着スリーブ７の強度が弱くなり破損
しやすくなる。また、定着スリーブ７の製造の際に、厚
みを均一にすることが困難となる。一方、定着スリーブ
７の厚さをあまり厚くすると、曲げに対して弱くなり、
ニップ部における部分的な曲げに対する耐久性が低くな
る。
どの強磁性体が好ましく、強磁性体であれば多くの磁束
がこの定着スリーブ内を通過してより発熱効率がよくな
る。また、定着スリーブ７の厚さは、例えば２０〜６０
μｍ程度が好ましい。定着スリーブ７の厚さは薄ければ
薄いほどその熱容量が小さくなるので、発熱させるため
の消費電力が少なくなるが、定着スリーブ７の厚さをあ
まり薄くすると、定着スリーブ７の強度が弱くなり破損
しやすくなる。また、定着スリーブ７の製造の際に、厚
みを均一にすることが困難となる。一方、定着スリーブ
７の厚さをあまり厚くすると、曲げに対して弱くなり、
ニップ部における部分的な曲げに対する耐久性が低くな
る。
【００４１】この定着スリーブ７は装置内のいずれにも
固定されておらすホルダユニット６の回りを自由に回転
できる。一方、ホルダユニット６は、装置本体に固定さ
れており、その表面、少なくとも定着スリーブ７と接触
する部分は、平滑な耐熱性の樹脂材料により形成されて
いて、記録媒体１４と定着スリーブ７との摩擦抵抗より
ホルダユニット６と定着スリーブ７との摩擦抵抗の方が
小さくなっており、加圧ローラ８の回転によって記録媒
体１４の移動に定着スリーブ７が従動する。さらにホル
ダユニット６は、その両端に定着スリーブ７がホルダユ
ニット６の長手方向にずれないように規制するつば（不
図示）が設けられている。
固定されておらすホルダユニット６の回りを自由に回転
できる。一方、ホルダユニット６は、装置本体に固定さ
れており、その表面、少なくとも定着スリーブ７と接触
する部分は、平滑な耐熱性の樹脂材料により形成されて
いて、記録媒体１４と定着スリーブ７との摩擦抵抗より
ホルダユニット６と定着スリーブ７との摩擦抵抗の方が
小さくなっており、加圧ローラ８の回転によって記録媒
体１４の移動に定着スリーブ７が従動する。さらにホル
ダユニット６は、その両端に定着スリーブ７がホルダユ
ニット６の長手方向にずれないように規制するつば（不
図示）が設けられている。
【００４２】コイルアセンブリ９は、図６に示すよう
に、中央部に通孔が形成されたロの字型のボビン３を有
し、このボビン３の周りに銅線を準整列に複数連続（端
末処理、結線が省略できる）巻いて誘導コイル２を形成
してある。ボビン３の通孔には、誘導コイル２の銅線と
直交するようにコア５が挿入されている。ボビン３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、誘導コイル２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。また、コア５は、例えばフェ
ライトコアまたは積層コアからなる。
に、中央部に通孔が形成されたロの字型のボビン３を有
し、このボビン３の周りに銅線を準整列に複数連続（端
末処理、結線が省略できる）巻いて誘導コイル２を形成
してある。ボビン３の通孔には、誘導コイル２の銅線と
直交するようにコア５が挿入されている。ボビン３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、誘導コイル２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。また、コア５は、例えばフェ
ライトコアまたは積層コアからなる。
【００４３】そして、このコイルアセンブリ９が、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た
ホルダユニット６内に収納され、誘導コイル２の端末に
コネクタ端子が設けられ、この端子を介して高周波電流
が供給されている。
絶縁性エンジニアリング・プラスチックから形成された
ホルダユニット６内に収納され、誘導コイル２の端末に
コネクタ端子が設けられ、この端子を介して高周波電流
が供給されている。
【００４４】加圧ローラ８は、軸芯８１の周囲に、表面
離型性耐熱ゴム層であるシリコンゴム層８２が形成され
たもので、その両端に図示しない軸受部が形成され、装
置本体の定着ユニットフレーム８６などにばね材８５に
よって定着スリーブ７を間に挟みホルダユニット６方向
に押圧され、かつ回転自在に取り付けられている。ま
た、加圧ローラ８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。
離型性耐熱ゴム層であるシリコンゴム層８２が形成され
たもので、その両端に図示しない軸受部が形成され、装
置本体の定着ユニットフレーム８６などにばね材８５に
よって定着スリーブ７を間に挟みホルダユニット６方向
に押圧され、かつ回転自在に取り付けられている。ま
た、加圧ローラ８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。
【００４５】さらに、定着スリーブ７には、当該定着ス
リーブ７に接し、温度を検出する温度検出手段として、
例えばサーミスタ４が設けられている。また、温度の異
常上昇時の安全機構として、サーミスタ４のほかに異常
な高温を検知した場合に、電力供給を遮断するサーモス
タット６３が設けられている。
リーブ７に接し、温度を検出する温度検出手段として、
例えばサーミスタ４が設けられている。また、温度の異
常上昇時の安全機構として、サーミスタ４のほかに異常
な高温を検知した場合に、電力供給を遮断するサーモス
タット６３が設けられている。
【００４６】このように構成された誘導加熱定着装置は
以下のように動作する。未定着のトナー像が転写されて
いる記録媒体１４は、図５中左方向から搬送され、定着
スリーブ７と加圧ローラ８との間のニップ部に向けて送
り込まれる。記録媒体１４は、ホルダユニット６および
加圧ローラ８から作用する圧力が加えられながら、定着
スリーブ７と密着してニップ部を搬送され、前述のよう
にオン後制御された定着スリーブ７の熱と、前記圧力に
よって未定着トナーが定着され、定着トナー像が形成さ
れる。ニップ部を通過した記録媒体１４は、定着スリー
ブ７がフレキシブルであるため自然に分離し、図５中右
方向に搬送される。この記録媒体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。
以下のように動作する。未定着のトナー像が転写されて
いる記録媒体１４は、図５中左方向から搬送され、定着
スリーブ７と加圧ローラ８との間のニップ部に向けて送
り込まれる。記録媒体１４は、ホルダユニット６および
加圧ローラ８から作用する圧力が加えられながら、定着
スリーブ７と密着してニップ部を搬送され、前述のよう
にオン後制御された定着スリーブ７の熱と、前記圧力に
よって未定着トナーが定着され、定着トナー像が形成さ
れる。ニップ部を通過した記録媒体１４は、定着スリー
ブ７がフレキシブルであるため自然に分離し、図５中右
方向に搬送される。この記録媒体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。
【００４７】なお、以上説明した機械系の構成では、被
加熱体としてフレキシブルな定着スリーブを用いたが、
本発明はこの様なフレキシブルな定着スリーブを用いる
ものに限定されるものではなく、例えばフレキシブルで
はない円筒形で金属製のハードローラを用いてもよく、
その場合には、前記のごとく加圧ローラを回転させても
よいが、ハードローラ自体を回転駆動するようにしても
よい。また、被加熱体として、単純なブロック形状のも
のを用いて、これをニップ部直前あるいはニップ部に配
置することにより記録媒体上のトナーを溶融するように
してもよい。
加熱体としてフレキシブルな定着スリーブを用いたが、
本発明はこの様なフレキシブルな定着スリーブを用いる
ものに限定されるものではなく、例えばフレキシブルで
はない円筒形で金属製のハードローラを用いてもよく、
その場合には、前記のごとく加圧ローラを回転させても
よいが、ハードローラ自体を回転駆動するようにしても
よい。また、被加熱体として、単純なブロック形状のも
のを用いて、これをニップ部直前あるいはニップ部に配
置することにより記録媒体上のトナーを溶融するように
してもよい。
【００４８】参考例２
図７は本発明の参考に供するための他の誘導加熱定着装
置の制御系の他の構成を説明するためのブロック図であ
り、図８はこの誘導加熱定着装置の動作を説明するため
のタイミングチャートである。
置の制御系の他の構成を説明するためのブロック図であ
り、図８はこの誘導加熱定着装置の動作を説明するため
のタイミングチャートである。
【００４９】この誘導加熱定着装置の制御系は、図７に
示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱指示、ま
た機械系の動作や記録用紙の搬送の制御などを行い、か
つ被加熱体１の近傍（または被加熱体と接触して）に配
設されている温度検出手段であるサーミスタ４からの信
号を元に、被加熱体１の温度を制御するために加熱出力
を決定しインバータ回路５０を制御する出力制御手段と
して機能する本体および出力制御回路３２があり、数Ｖ
程度の電圧で駆動されている。一方、１次回路側には、
誘導コイル２に高周波電流を供給するための高周波電源
回路であるインバータ回路５０がある。そして、１次回
路側と２次回路側の間に、本体および出力制御回路３２
からの出力制御信号を電気的に絶縁された状態でインバ
ータ回路５０に伝達する制御信号伝達手段である絶縁ア
ナログインターフェース２２が設けられている。ここ
で、絶縁アナログインターフェース２２は、本体および
出力制御回路３２からの出力制御信号を電気的に絶縁さ
れた状態で伝達するものであり、例えば一種のフォトカ
プラを用いることができ、出力制御信号である電気信号
を一旦発光ダイオードやレーザ光によって光の強弱に変
換し、その光をフォトダイオードやＣＣＤなどで受光し
て、再び電気信号に変換するものが用いられ、その分解
能が高いものほどより細かな出力制御が行えるので好ま
しい。
示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱指示、ま
た機械系の動作や記録用紙の搬送の制御などを行い、か
つ被加熱体１の近傍（または被加熱体と接触して）に配
設されている温度検出手段であるサーミスタ４からの信
号を元に、被加熱体１の温度を制御するために加熱出力
を決定しインバータ回路５０を制御する出力制御手段と
して機能する本体および出力制御回路３２があり、数Ｖ
程度の電圧で駆動されている。一方、１次回路側には、
誘導コイル２に高周波電流を供給するための高周波電源
回路であるインバータ回路５０がある。そして、１次回
路側と２次回路側の間に、本体および出力制御回路３２
からの出力制御信号を電気的に絶縁された状態でインバ
ータ回路５０に伝達する制御信号伝達手段である絶縁ア
ナログインターフェース２２が設けられている。ここ
で、絶縁アナログインターフェース２２は、本体および
出力制御回路３２からの出力制御信号を電気的に絶縁さ
れた状態で伝達するものであり、例えば一種のフォトカ
プラを用いることができ、出力制御信号である電気信号
を一旦発光ダイオードやレーザ光によって光の強弱に変
換し、その光をフォトダイオードやＣＣＤなどで受光し
て、再び電気信号に変換するものが用いられ、その分解
能が高いものほどより細かな出力制御が行えるので好ま
しい。
【００５０】この様に構成された制御系の動作は、図８
に示すタイミングチャートのように、本体および出力制
御回路３２が、被加熱体１の加熱を開始するためにサー
ミスタ４からの電圧を監視しつつ、出力制御信号を絶
縁アナログインターフェース２２を介してインバータ回
路５０に出力する。このとき、サーミスタ４から出力さ
れる検出信号は、被加熱体１がまた加熱されていない
状態であるので、室温時の温度を示す電圧が出力されて
おり、本体および出力制御回路３２では１００％出力と
なるように出力制御信号を出力する。これにより、被
加熱体１は誘導コイル２によって発生する磁界によって
発熱し急速に定着に適した温度（定着温度、約１８０〜
２００℃）まで昇温する。
に示すタイミングチャートのように、本体および出力制
御回路３２が、被加熱体１の加熱を開始するためにサー
ミスタ４からの電圧を監視しつつ、出力制御信号を絶
縁アナログインターフェース２２を介してインバータ回
路５０に出力する。このとき、サーミスタ４から出力さ
れる検出信号は、被加熱体１がまた加熱されていない
状態であるので、室温時の温度を示す電圧が出力されて
おり、本体および出力制御回路３２では１００％出力と
なるように出力制御信号を出力する。これにより、被
加熱体１は誘導コイル２によって発生する磁界によって
発熱し急速に定着に適した温度（定着温度、約１８０〜
２００℃）まで昇温する。
【００５１】定着温度まで被加熱体１が昇温すると、サ
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している本
体および出力制御回路３２では、それ以上被加熱体１の
温度が上がらないように、かつ定着に適した温度が維持
されるように、出力制御信号を４０〜５０％程度の出
力にする。これにより、インバータ回路５０から出力さ
れる高周波電流も４０〜５０％程度の出力となり、前
述の参考例１同様に、被加熱体１の温度上昇を抑え、か
つ、その温度（定着温度）が維持されることとなる。
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している本
体および出力制御回路３２では、それ以上被加熱体１の
温度が上がらないように、かつ定着に適した温度が維持
されるように、出力制御信号を４０〜５０％程度の出
力にする。これにより、インバータ回路５０から出力さ
れる高周波電流も４０〜５０％程度の出力となり、前
述の参考例１同様に、被加熱体１の温度上昇を抑え、か
つ、その温度（定着温度）が維持されることとなる。
【００５２】被加熱体１は、前述の参考例１同様に金属
製の定着ローラ（ハードローラ）やフレキシブルな金属
スリーブなどが用いられる。
製の定着ローラ（ハードローラ）やフレキシブルな金属
スリーブなどが用いられる。
【００５３】なお、本参考例２において用いられるイン
バータ回路５０および機械系の構成は、前述の参考例１
と同様であるのでその説明を省略する。
バータ回路５０および機械系の構成は、前述の参考例１
と同様であるのでその説明を省略する。
【００５４】実施の形態１
図９は本発明を適用した誘導加熱定着装置の制御系の他
の構成を説明するためのブロック図であり、図１０はこ
の誘導加熱定着装置の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
の構成を説明するためのブロック図であり、図１０はこ
の誘導加熱定着装置の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
【００５５】この誘導加熱定着装置の制御系は、図９に
示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱指示、ま
た機械系の動作や記録用紙の搬送の制御などを行い、か
つ被加熱体１の近傍（または被加熱体と接触して）に配
設されている温度検出手段であるサーミスタ４からの信
号を元に、被加熱体１の温度を制御するために加熱出力
を決定しインバータ回路５０を制御するための出力制御
手段として機能する本体および出力制御回路３２があ
り、数Ｖ程度の電圧で駆動されている。一方、１次回路
側には、誘導コイル２に高周波電流を供給するための高
周波電源回路であるインバータ回路５０がある。そし
て、１次回路側と２次回路側の間に、本体および出力制
御回路３２からの出力制御信号を電気的に絶縁された状
態でインバータ回路５０に伝達する制御信号伝達手段で
ある絶縁パラレルスイッチ２３と、パラレル／シリアル
変換手段であるラダー抵抗回路４０が設けられている。
なお、本実施の形態１において、本体および出力制御回
路３２から出力される出力制御信号はデジタルのパラレ
ル信号であり、絶縁パラレルスイッチ２３は、本体およ
び出力制御回路３２からのデジタル出力制御信号を電
気的に絶縁された状態で伝達するものであり、例えば複
数のフォトカプラが並列に接続されたものである。
示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱指示、ま
た機械系の動作や記録用紙の搬送の制御などを行い、か
つ被加熱体１の近傍（または被加熱体と接触して）に配
設されている温度検出手段であるサーミスタ４からの信
号を元に、被加熱体１の温度を制御するために加熱出力
を決定しインバータ回路５０を制御するための出力制御
手段として機能する本体および出力制御回路３２があ
り、数Ｖ程度の電圧で駆動されている。一方、１次回路
側には、誘導コイル２に高周波電流を供給するための高
周波電源回路であるインバータ回路５０がある。そし
て、１次回路側と２次回路側の間に、本体および出力制
御回路３２からの出力制御信号を電気的に絶縁された状
態でインバータ回路５０に伝達する制御信号伝達手段で
ある絶縁パラレルスイッチ２３と、パラレル／シリアル
変換手段であるラダー抵抗回路４０が設けられている。
なお、本実施の形態１において、本体および出力制御回
路３２から出力される出力制御信号はデジタルのパラレ
ル信号であり、絶縁パラレルスイッチ２３は、本体およ
び出力制御回路３２からのデジタル出力制御信号を電
気的に絶縁された状態で伝達するものであり、例えば複
数のフォトカプラが並列に接続されたものである。
【００５６】そして、この絶縁パラレルスイッチ２３に
よって伝達された信号をインバータ回路５０にアナログ
信号として伝達するための回路がラダー抵抗回路４０で
ある。ラダー抵抗回路４０は、例えばデジタル出力制御
信号が４ビットの信号である場合には、図１１に示すよ
うに、各ビットごとに４つの異なる抵抗素子を並列に並
べたもので、各ビットごとの信号のオン・オフによっ
て、各抵抗素子の抵抗値による電圧降下と等しい電圧の
出力制御信号となってインバータ回路５０に出力され
る。したがって、必要な加熱出力が得られるようにラダ
ー抵抗回路４０の抵抗素子の抵抗値を決定するとよく、
例えば加熱出力が均等に段階的になるようにしたければ
（４ビットの場合には２５％、５０％、７５％、１００
％）全ての抵抗を同じ値とし、また、加熱出力を偏った
出力となるようにしたければ（４ビットの場合、例えば
４０％、５０％、７５％、１００％など）その様な出力
となるような比率で各抵抗素子の抵抗値を決定するとよ
い。あるいは、各抵抗値をＲ、２Ｒ、４Ｒ、８Ｒとして
組み合わせることにより、Ｒから１５Ｒまでの１５段階
を表現し、出力を変更するようにしても良い。
よって伝達された信号をインバータ回路５０にアナログ
信号として伝達するための回路がラダー抵抗回路４０で
ある。ラダー抵抗回路４０は、例えばデジタル出力制御
信号が４ビットの信号である場合には、図１１に示すよ
うに、各ビットごとに４つの異なる抵抗素子を並列に並
べたもので、各ビットごとの信号のオン・オフによっ
て、各抵抗素子の抵抗値による電圧降下と等しい電圧の
出力制御信号となってインバータ回路５０に出力され
る。したがって、必要な加熱出力が得られるようにラダ
ー抵抗回路４０の抵抗素子の抵抗値を決定するとよく、
例えば加熱出力が均等に段階的になるようにしたければ
（４ビットの場合には２５％、５０％、７５％、１００
％）全ての抵抗を同じ値とし、また、加熱出力を偏った
出力となるようにしたければ（４ビットの場合、例えば
４０％、５０％、７５％、１００％など）その様な出力
となるような比率で各抵抗素子の抵抗値を決定するとよ
い。あるいは、各抵抗値をＲ、２Ｒ、４Ｒ、８Ｒとして
組み合わせることにより、Ｒから１５Ｒまでの１５段階
を表現し、出力を変更するようにしても良い。
【００５７】この様に構成された制御系の動作は、図１
０に示すタイミングチャートのように、本体および出力
制御回路３２が、被加熱体１の加熱を開始するためにサ
ーミスタ４からの電圧を監視しつつ、出力制御信号を
絶縁パラレルスイッチおよびラダー抵抗回路４０を介し
てインバータ回路５０に出力する。このとき、サーミス
タ４から出力される検出信号は、被加熱体１がまた加
熱されていない状態であるので、室温時の温度を示す電
圧が出力されており、本体および出力制御回路３２では
１００％出力となるようにデジタル出力制御信号を出
力する。したがって、デジタル出力制御信号が４ビッ
ト（ａ〜ｄ）の場合には、全てのビットをオンとする信
号が出力される。これにより、被加熱体１は誘導コイル
２によって発生する磁界によって発熱し急速に定着に適
した温度（定着温度、約１８０〜２００℃）まで昇温す
る。
０に示すタイミングチャートのように、本体および出力
制御回路３２が、被加熱体１の加熱を開始するためにサ
ーミスタ４からの電圧を監視しつつ、出力制御信号を
絶縁パラレルスイッチおよびラダー抵抗回路４０を介し
てインバータ回路５０に出力する。このとき、サーミス
タ４から出力される検出信号は、被加熱体１がまた加
熱されていない状態であるので、室温時の温度を示す電
圧が出力されており、本体および出力制御回路３２では
１００％出力となるようにデジタル出力制御信号を出
力する。したがって、デジタル出力制御信号が４ビッ
ト（ａ〜ｄ）の場合には、全てのビットをオンとする信
号が出力される。これにより、被加熱体１は誘導コイル
２によって発生する磁界によって発熱し急速に定着に適
した温度（定着温度、約１８０〜２００℃）まで昇温す
る。
【００５８】定着温度まで被加熱体１が昇温すると、サ
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している本
体および出力制御回路３２では、それ以上被加熱体１の
温度が上がらないように、かつ定着に適した温度が維持
されるように、出力制御信号を４０〜５０％程度の出
力にする。本実施の形態１においては、ラダー抵抗回路
４０の各抵抗素子の抵抗値を互いに異なるものとし、ａ
〜ｄそれぞれのビットのオン・オフの組み合わせによっ
て４０〜５０％程度の出力が得られるようにした。これ
により、インバータ回路５０から出力される高周波電流
も４０〜５０％程度の出力となり、前述の参考例１や
２と同様に被加熱体１の温度が略一定の温度で維持され
る。
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している本
体および出力制御回路３２では、それ以上被加熱体１の
温度が上がらないように、かつ定着に適した温度が維持
されるように、出力制御信号を４０〜５０％程度の出
力にする。本実施の形態１においては、ラダー抵抗回路
４０の各抵抗素子の抵抗値を互いに異なるものとし、ａ
〜ｄそれぞれのビットのオン・オフの組み合わせによっ
て４０〜５０％程度の出力が得られるようにした。これ
により、インバータ回路５０から出力される高周波電流
も４０〜５０％程度の出力となり、前述の参考例１や
２と同様に被加熱体１の温度が略一定の温度で維持され
る。
【００５９】被加熱体１は、前述の参考例１同様に金属
製の定着ローラ（ハードローラ）やフレキシブルな金属
スリーブなどが用いられる。
製の定着ローラ（ハードローラ）やフレキシブルな金属
スリーブなどが用いられる。
【００６０】なお、本実施の形態１において用いられる
インバータ回路５０および機械系の構成は、前述の参考
例１と同様であるのでその説明を省略する。
インバータ回路５０および機械系の構成は、前述の参考
例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００６１】実施の形態２
図１２は本発明を適用した誘導加熱定着装置の制御系の
他の構成を説明するためのブロック図であり、図１３は
この誘導加熱定着装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
他の構成を説明するためのブロック図であり、図１３は
この誘導加熱定着装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
【００６２】この誘導加熱定着装置の制御系は、図１２
に示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱指示、
また機械系の動作や記録用紙の搬送の制御などを行い、
かつ被加熱体１の近傍（または被加熱体と接触して）に
配設されている温度検出手段であるサーミスタ４からの
信号を元に、被加熱体１の温度を制御するために加熱出
力を決定しインバータ回路５０を制御するための出力制
御手段として機能する本体および出力制御回路３２があ
り、数Ｖ程度の電圧で駆動されている。一方、１次回路
側には、誘導コイル２に高周波電流を供給するための高
周波電源回路であるインバータ回路５０がある。そし
て、１次回路側と２次回路側の間に、本体および出力制
御回路３２からの出力制御信号を電気的に絶縁された状
態でインバータ回路５０に伝達する制御信号伝達手段で
ある絶縁スイッチ２０、シリアル／パラレル変換手段で
あるシリアル／パラレル変換回路４１およびパラレル／
シリアル変換手段であるラダー抵抗回路４０が設けられ
ている。なお、本実施の形態２において、本体および出
力制御回路３２から出力される出力制御信号はデジタル
信号の同期信号付きシリアル信号であり、絶縁スイッ
チ２０は通常のフォトカプラでよく、この絶縁スイッチ
２によって伝達されたシリアル信号がシリアル／パラ
レル変換回路４１によってパラレル信号に変換されて、
前述の実施の形態１同様にラダー抵抗回路４０によって
アナログ信号にされて、インバータ回路５０に伝達され
る。
に示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱指示、
また機械系の動作や記録用紙の搬送の制御などを行い、
かつ被加熱体１の近傍（または被加熱体と接触して）に
配設されている温度検出手段であるサーミスタ４からの
信号を元に、被加熱体１の温度を制御するために加熱出
力を決定しインバータ回路５０を制御するための出力制
御手段として機能する本体および出力制御回路３２があ
り、数Ｖ程度の電圧で駆動されている。一方、１次回路
側には、誘導コイル２に高周波電流を供給するための高
周波電源回路であるインバータ回路５０がある。そし
て、１次回路側と２次回路側の間に、本体および出力制
御回路３２からの出力制御信号を電気的に絶縁された状
態でインバータ回路５０に伝達する制御信号伝達手段で
ある絶縁スイッチ２０、シリアル／パラレル変換手段で
あるシリアル／パラレル変換回路４１およびパラレル／
シリアル変換手段であるラダー抵抗回路４０が設けられ
ている。なお、本実施の形態２において、本体および出
力制御回路３２から出力される出力制御信号はデジタル
信号の同期信号付きシリアル信号であり、絶縁スイッ
チ２０は通常のフォトカプラでよく、この絶縁スイッチ
２によって伝達されたシリアル信号がシリアル／パラ
レル変換回路４１によってパラレル信号に変換されて、
前述の実施の形態１同様にラダー抵抗回路４０によって
アナログ信号にされて、インバータ回路５０に伝達され
る。
【００６３】この様に構成された制御系の動作は、図１
３に示すタイミングチャートのように、本体および出力
制御回路３２が、被加熱体１の加熱を開始するためにサ
ーミスタ４からの電圧を監視しつつ、出力制御信号を
絶縁スイッチ２０、シリアル／パラレル変換回路および
ラダー抵抗回路４０を介してインバータ回路５０へ出力
する。このとき、サーミスタ４から出力される検出信号
は、被加熱体１がまた加熱されていない状態であるの
で、室温時の温度を示す電圧が出力されており、本体お
よび出力制御回路３２では１００％出力となるようにシ
リアル出力制御信号を出力する。出力されるシリアル
出力制御信号は、例えば４ビット（ａ〜ｄ）デジタル
データの場合には、図１３に示したように、まず同期信
号を出力し、続いて各ビットごとのデータを出力する。
そして、このシリアル信号がシリアル／パラレル変換回
路４１によりパラレル信号に変換される。次いで、前述
の実施の形態１同様に、ラダー抵抗回路４０によって、
アナログ信号に変換される。このシリアル信号は加熱出
力を変更する場合にのみ出力され、シリアル／パラレル
変換回路４１では、一度シリアル信号を受けた後は、そ
の状態が保持されたまま各ビットごとのパラレル信号が
出力されている。これにより、被加熱体１は誘導コイル
２によって発生する磁界によって発熱し急速に定着に適
した温度（定着温度、約１８０〜２００℃）まで昇温す
る。
３に示すタイミングチャートのように、本体および出力
制御回路３２が、被加熱体１の加熱を開始するためにサ
ーミスタ４からの電圧を監視しつつ、出力制御信号を
絶縁スイッチ２０、シリアル／パラレル変換回路および
ラダー抵抗回路４０を介してインバータ回路５０へ出力
する。このとき、サーミスタ４から出力される検出信号
は、被加熱体１がまた加熱されていない状態であるの
で、室温時の温度を示す電圧が出力されており、本体お
よび出力制御回路３２では１００％出力となるようにシ
リアル出力制御信号を出力する。出力されるシリアル
出力制御信号は、例えば４ビット（ａ〜ｄ）デジタル
データの場合には、図１３に示したように、まず同期信
号を出力し、続いて各ビットごとのデータを出力する。
そして、このシリアル信号がシリアル／パラレル変換回
路４１によりパラレル信号に変換される。次いで、前述
の実施の形態１同様に、ラダー抵抗回路４０によって、
アナログ信号に変換される。このシリアル信号は加熱出
力を変更する場合にのみ出力され、シリアル／パラレル
変換回路４１では、一度シリアル信号を受けた後は、そ
の状態が保持されたまま各ビットごとのパラレル信号が
出力されている。これにより、被加熱体１は誘導コイル
２によって発生する磁界によって発熱し急速に定着に適
した温度（定着温度、約１８０〜２００℃）まで昇温す
る。
【００６４】定着温度まで被加熱体１が昇温すると、サ
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している本
体および出力制御回路３２では、それ以上被加熱体１の
温度が上がらないように、かつ定着に適した温度が維持
されるように、出力制御信号を４０〜５０％程度の出
力にする。ここでは、前述の実施の形態１同様に、ラダ
ー抵抗回路４０の各抵抗素子の抵抗値を互いに異なるも
のとし、ａ〜ｄそれぞれのビットのオン・オフの組み合
わせによって４０〜５０％程度の出力が得られるように
した。これにより、インバータ回路５０から出力される
高周波電流も４０〜５０％程度の出力となり、前述の
参考例１、２および実施の形態１と同様に被加熱体１の
温度が略一定の温度で維持される。
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している本
体および出力制御回路３２では、それ以上被加熱体１の
温度が上がらないように、かつ定着に適した温度が維持
されるように、出力制御信号を４０〜５０％程度の出
力にする。ここでは、前述の実施の形態１同様に、ラダ
ー抵抗回路４０の各抵抗素子の抵抗値を互いに異なるも
のとし、ａ〜ｄそれぞれのビットのオン・オフの組み合
わせによって４０〜５０％程度の出力が得られるように
した。これにより、インバータ回路５０から出力される
高周波電流も４０〜５０％程度の出力となり、前述の
参考例１、２および実施の形態１と同様に被加熱体１の
温度が略一定の温度で維持される。
【００６５】被加熱体１は、前述の参考例１同様に金属
製の定着ローラ（ハードローラ）やフレキシブルな金属
スリーブなどが用いられる。
製の定着ローラ（ハードローラ）やフレキシブルな金属
スリーブなどが用いられる。
【００６６】なお、本実施の形態２において用いられる
インバータ回路５０および機械系の構成は、前述の参考
例１と同様であるのでその説明を省略する。
インバータ回路５０および機械系の構成は、前述の参考
例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００６７】実施の形態３
図１４は本発明を適用した誘導加熱定着装置の制御系の
他の構成を説明するためのブロック図であり、図１５は
この誘導加熱定着装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
他の構成を説明するためのブロック図であり、図１５は
この誘導加熱定着装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
【００６８】この誘導加熱定着装置の制御系は、図１４
に示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱指示、
また機械系の動作や記録用紙の搬送の制御などを行い、
かつ被加熱体１の近傍（または被加熱体と接触して）に
配設されているサーミスタ４からの信号を元に、被加熱
体１の温度を制御するために加熱出力を決定しインバー
タ回路５０を制御するための出力制御手段として機能す
る本体および出力制御回路３２があり、数Ｖ程度の電圧
で駆動されている。一方、１次回路側には、誘導コイル
２に高周波電流を供給するための高周波電源回路である
インバータ回路５０がある。そして、１次回路側と２次
回路側の間に、本体および出力制御回路３２からの出力
制御信号を電気的に絶縁された状態でインバータ回路５
０に伝達する制御信号伝達手段である絶縁スイッチ２０
およびデジタル／アナログ変換手段である積分回路４３
が設けられている。なお、本実施の形態３において、本
体および出力制御回路３２から出力される出力制御信号
はオン・オフ時間のディーティー比の異なるデジタル信
号であり、絶縁スイッチ２０は通常のフォトカプラで
よく、この絶縁スイッチ２０によって伝達されたデジタ
ル信号が積分回路４３によって、アナログの出力制御
信号に変換されて、インバータ回路５０に伝達され
る。
に示すように、２次回路側に、被加熱体１の加熱指示、
また機械系の動作や記録用紙の搬送の制御などを行い、
かつ被加熱体１の近傍（または被加熱体と接触して）に
配設されているサーミスタ４からの信号を元に、被加熱
体１の温度を制御するために加熱出力を決定しインバー
タ回路５０を制御するための出力制御手段として機能す
る本体および出力制御回路３２があり、数Ｖ程度の電圧
で駆動されている。一方、１次回路側には、誘導コイル
２に高周波電流を供給するための高周波電源回路である
インバータ回路５０がある。そして、１次回路側と２次
回路側の間に、本体および出力制御回路３２からの出力
制御信号を電気的に絶縁された状態でインバータ回路５
０に伝達する制御信号伝達手段である絶縁スイッチ２０
およびデジタル／アナログ変換手段である積分回路４３
が設けられている。なお、本実施の形態３において、本
体および出力制御回路３２から出力される出力制御信号
はオン・オフ時間のディーティー比の異なるデジタル信
号であり、絶縁スイッチ２０は通常のフォトカプラで
よく、この絶縁スイッチ２０によって伝達されたデジタ
ル信号が積分回路４３によって、アナログの出力制御
信号に変換されて、インバータ回路５０に伝達され
る。
【００６９】この様に構成された制御系の動作は、図１
５に示すタイミングチャートのように、本体および出力
制御回路３２が、被加熱体１の加熱を開始するためにサ
ーミスタ４からの電圧を監視しつつ、出力制御信号を
絶縁スイッチ２０および積分回路４３を介してインバー
タ回路５０へ出力する。このとき、サーミスタ４から出
力される検出信号は、被加熱体１がまた加熱されてい
ない状態であるので、室温時の温度を示す電圧が出力さ
れており、本体および出力制御回路３２では１００％出
力となるようにデジタル出力制御信号を出力する。出
力されるデジタル出力制御信号は、例えば１００％出
力であれば一定時間の間オン信号を連続させることによ
り、絶縁スイッチ２０を介してその信号を受けた積分回
路４３が１００％出力となるようにインバータ回路５０
に出力制御信号を出力する。これにより、被加熱体１
は誘導コイル２によって発生する磁界によって発熱し急
速に定着に適した温度（定着温度、約１８０〜２００
℃）まで昇温する。
５に示すタイミングチャートのように、本体および出力
制御回路３２が、被加熱体１の加熱を開始するためにサ
ーミスタ４からの電圧を監視しつつ、出力制御信号を
絶縁スイッチ２０および積分回路４３を介してインバー
タ回路５０へ出力する。このとき、サーミスタ４から出
力される検出信号は、被加熱体１がまた加熱されてい
ない状態であるので、室温時の温度を示す電圧が出力さ
れており、本体および出力制御回路３２では１００％出
力となるようにデジタル出力制御信号を出力する。出
力されるデジタル出力制御信号は、例えば１００％出
力であれば一定時間の間オン信号を連続させることによ
り、絶縁スイッチ２０を介してその信号を受けた積分回
路４３が１００％出力となるようにインバータ回路５０
に出力制御信号を出力する。これにより、被加熱体１
は誘導コイル２によって発生する磁界によって発熱し急
速に定着に適した温度（定着温度、約１８０〜２００
℃）まで昇温する。
【００７０】定着温度まで被加熱体１が昇温すると、サ
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している本
体および出力制御回路３２では、それ以上被加熱体１の
温度が上がらないように、かつ定着に適した温度が維持
されるように、出力制御信号を４０〜５０％程度の出
力にする。ここでは、デジタル出力制御信号を一定時
間の間オンとなる時間を４０〜５０％とすること、すな
わちデジタル出力制御信号のデューティー比を変える
ことで、積分回路４３がそのオン時間の割合に応じた出
力制御信号をインバータ回路５０に出力することとな
る。これにより、インバータ回路５０から出力される高
周波電流も４０〜５０％程度の出力となり、前述の参
考例１、２、および実施の形態１、２と同様に被加熱体
１の温度が略一定の温度で維持される。
ーミスタ４の検出信号も定着温度を示す電圧まで上昇す
るので、このサーミスタ４からの信号を監視している本
体および出力制御回路３２では、それ以上被加熱体１の
温度が上がらないように、かつ定着に適した温度が維持
されるように、出力制御信号を４０〜５０％程度の出
力にする。ここでは、デジタル出力制御信号を一定時
間の間オンとなる時間を４０〜５０％とすること、すな
わちデジタル出力制御信号のデューティー比を変える
ことで、積分回路４３がそのオン時間の割合に応じた出
力制御信号をインバータ回路５０に出力することとな
る。これにより、インバータ回路５０から出力される高
周波電流も４０〜５０％程度の出力となり、前述の参
考例１、２、および実施の形態１、２と同様に被加熱体
１の温度が略一定の温度で維持される。
【００７１】被加熱体１は、前述の参考例１同様に金属
製の定着ローラ（ハードローラ）やフレキシブルな金属
スリーブなどが用いられる。
製の定着ローラ（ハードローラ）やフレキシブルな金属
スリーブなどが用いられる。
【００７２】なお、本実施の形態３において用いられる
インバータ回路５０および機械系の構成は前述の参考例
１と同様であるのでその説明を省略する。
インバータ回路５０および機械系の構成は前述の参考例
１と同様であるのでその説明を省略する。
【００７３】
【発明の効果】以上説明した本発明は、請求項ごとに以
下のような効果を奏する。
下のような効果を奏する。
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】請求項１記載の本発明は、被加熱体の温度
を所定の範囲内に維持するために高周波電源回路の出力
を制御する出力制御手段を被加熱体へ高周波電流を供給
している高周波電源回路と電気的に絶縁して設け、制御
信号のみを電気的に絶縁された状態で高周波電源回路に
伝達することとしたので、出力制御手段が高周波電源回
路から電気的に分離され、かつ誘導加熱による被加熱体
の温度制御が確実に行うことができる。また、加熱出力
の制御を行う出力制御手段を高周波電源回路と電気的に
分離して設けたことにより、例えば複写機やプリンタ、
ファクシミリなどの定着装置として本発明の定着装置を
用いることで、この複写機やプリンタ、ファクシミリな
どの機能そのものを制御する制御装置を定着装置の温度
制御を行う出力制御手段として共用することができ、装
置コストの削減を図ることが可能となる。また、前記出
力制御手段から出力される制御信号をパラレル信号と
し、前記制御信号伝達手段に、前記出力制御手段から出
力されたパラレル信号をシリアル信号に変換するための
パラレル／シリアル変換手段を設けて、該パラレル／シ
リアル変換手段からの出力が出力制御信号として前記高
周波電源に入力されて、前記高周波電源から前記コイル
への高周波出力を制御こととしたので、パラレル信号の
内のいずれかをオン・オフ制御することで加熱出力の制
御を行うことができるようになり、被加熱体の温度制御
が容易となるという効果がある。
を所定の範囲内に維持するために高周波電源回路の出力
を制御する出力制御手段を被加熱体へ高周波電流を供給
している高周波電源回路と電気的に絶縁して設け、制御
信号のみを電気的に絶縁された状態で高周波電源回路に
伝達することとしたので、出力制御手段が高周波電源回
路から電気的に分離され、かつ誘導加熱による被加熱体
の温度制御が確実に行うことができる。また、加熱出力
の制御を行う出力制御手段を高周波電源回路と電気的に
分離して設けたことにより、例えば複写機やプリンタ、
ファクシミリなどの定着装置として本発明の定着装置を
用いることで、この複写機やプリンタ、ファクシミリな
どの機能そのものを制御する制御装置を定着装置の温度
制御を行う出力制御手段として共用することができ、装
置コストの削減を図ることが可能となる。また、前記出
力制御手段から出力される制御信号をパラレル信号と
し、前記制御信号伝達手段に、前記出力制御手段から出
力されたパラレル信号をシリアル信号に変換するための
パラレル／シリアル変換手段を設けて、該パラレル／シ
リアル変換手段からの出力が出力制御信号として前記高
周波電源に入力されて、前記高周波電源から前記コイル
への高周波出力を制御こととしたので、パラレル信号の
内のいずれかをオン・オフ制御することで加熱出力の制
御を行うことができるようになり、被加熱体の温度制御
が容易となるという効果がある。
【００７８】請求項２記載の本発明は、被加熱体の温度
を所定の範囲内に維持するために高周波電源回路の出力
を制御する出力制御手段を被加熱体へ高周波電流を供給
している高周波電源回路と電気的に絶縁して設け、制御
信号のみを電気的に絶縁された状態で高周波電源回路に
伝達することとしたので、出力制御手段が高周波電源回
路から電気的に分離され、かつ誘導加熱による被加熱体
の温度制御が確実に行うことができる。また、加熱出力
の制御を行う出力制御手段を高周波電源回路と電気的に
分離して設けたことにより、例えば複写機やプリンタ、
ファクシミリなどの定着装置として本発明の定着装置を
用いることで、この複写機やプリンタ、ファクシミリな
どの機能そのものを制御する制御装置を定着装置の温度
制御を行う出力制御手段として共用することができ、装
置コストの削減を図ることが可能となる。また、前記出
力制御手段から出力される制御信号がデジタルのシリア
ル信号とし、さらに前記制御信号伝達手段に、前記出力
制御手段から出力されたシリアル信号をパラレル信号に
変換するためのシリアル／パラレル変換手段と、該シリ
アル／パラレル変換手段によって変換されたパラレル信
号をアナログのシリアル信号に変換するためのパラレル
／シリアル変換手段と、を設け、該パラレル／シリアル
変換手段からの出力が出力制御信号として前記高周波電
源に入力されて、前記高周波電源から前記コイルへの高
周波出力を制御することとしたので、デジタルによって
加熱出力の制御を行うことができ、かつ高周波電源回路
に信号を伝達する制御信号伝達手段はシリアル信号が伝
達されるので安価で確実に被加熱体の温度制御が可能と
なるという効果がある。
を所定の範囲内に維持するために高周波電源回路の出力
を制御する出力制御手段を被加熱体へ高周波電流を供給
している高周波電源回路と電気的に絶縁して設け、制御
信号のみを電気的に絶縁された状態で高周波電源回路に
伝達することとしたので、出力制御手段が高周波電源回
路から電気的に分離され、かつ誘導加熱による被加熱体
の温度制御が確実に行うことができる。また、加熱出力
の制御を行う出力制御手段を高周波電源回路と電気的に
分離して設けたことにより、例えば複写機やプリンタ、
ファクシミリなどの定着装置として本発明の定着装置を
用いることで、この複写機やプリンタ、ファクシミリな
どの機能そのものを制御する制御装置を定着装置の温度
制御を行う出力制御手段として共用することができ、装
置コストの削減を図ることが可能となる。また、前記出
力制御手段から出力される制御信号がデジタルのシリア
ル信号とし、さらに前記制御信号伝達手段に、前記出力
制御手段から出力されたシリアル信号をパラレル信号に
変換するためのシリアル／パラレル変換手段と、該シリ
アル／パラレル変換手段によって変換されたパラレル信
号をアナログのシリアル信号に変換するためのパラレル
／シリアル変換手段と、を設け、該パラレル／シリアル
変換手段からの出力が出力制御信号として前記高周波電
源に入力されて、前記高周波電源から前記コイルへの高
周波出力を制御することとしたので、デジタルによって
加熱出力の制御を行うことができ、かつ高周波電源回路
に信号を伝達する制御信号伝達手段はシリアル信号が伝
達されるので安価で確実に被加熱体の温度制御が可能と
なるという効果がある。
【００７９】請求項３記載の本発明は、被加熱体の温度
を所定の範囲内に維持するために高周波電源回路の出力
を制御する出力制御手段を被加熱体へ高周波電流を供給
している高周波電源回路と電気的に絶縁して設け、制御
信号のみを電気的に絶縁された状態で高周波電源回路に
伝達することとしたので、出力制御手段が高周波電源回
路から電気的に分離され、かつ誘導加熱による被加熱体
の温度制御が確実に行うことができる。また、加熱出力
の制御を行う出力制御手段を高周波電源回路と電気的に
分離して設けたことにより、例えば複写機やプリンタ、
ファクシミリなどの定着装置として本発明の定着装置を
用いることで、この複写機やプリンタ、ファクシミリな
どの機能そのものを制御する制御装置を定着装置の温度
制御を行う出力制御手段として共用することができ、装
置コストの削減を図ることが可能となる。また、前記出
力制御手段から出力される制御信号がデューティー比の
異なるデジタル信号とし、前記制御信号伝達手段に、前
記出力制御手段から出力されたデジタル信号のデューテ
ィー比によって異なるアナログ信号に変換するデジタル
／アナログ変換手段を設けて、該デジタル／アナログ変
換手段からの出力が出力制御信号として前記高周波電源
に入力されて、前記高周波電源から前記コイルへの高周
波出力を制御することとしたので、温度制御に際してそ
の制御量に見合うデューディー比の信号を生成すること
で温度制御を行うことができるようになり、容易かつ確
実に被加熱体の温度制御が可能となるという効果があ
る。
を所定の範囲内に維持するために高周波電源回路の出力
を制御する出力制御手段を被加熱体へ高周波電流を供給
している高周波電源回路と電気的に絶縁して設け、制御
信号のみを電気的に絶縁された状態で高周波電源回路に
伝達することとしたので、出力制御手段が高周波電源回
路から電気的に分離され、かつ誘導加熱による被加熱体
の温度制御が確実に行うことができる。また、加熱出力
の制御を行う出力制御手段を高周波電源回路と電気的に
分離して設けたことにより、例えば複写機やプリンタ、
ファクシミリなどの定着装置として本発明の定着装置を
用いることで、この複写機やプリンタ、ファクシミリな
どの機能そのものを制御する制御装置を定着装置の温度
制御を行う出力制御手段として共用することができ、装
置コストの削減を図ることが可能となる。また、前記出
力制御手段から出力される制御信号がデューティー比の
異なるデジタル信号とし、前記制御信号伝達手段に、前
記出力制御手段から出力されたデジタル信号のデューテ
ィー比によって異なるアナログ信号に変換するデジタル
／アナログ変換手段を設けて、該デジタル／アナログ変
換手段からの出力が出力制御信号として前記高周波電源
に入力されて、前記高周波電源から前記コイルへの高周
波出力を制御することとしたので、温度制御に際してそ
の制御量に見合うデューディー比の信号を生成すること
で温度制御を行うことができるようになり、容易かつ確
実に被加熱体の温度制御が可能となるという効果があ
る。
【００８０】
【００８１】
【図１】 本発明による参考例１の制御系の構成を説明
するためのブロック図である。
するためのブロック図である。
【図２】 上記参考例１の制御系の動作を説明するため
のタイミングチャートである。
のタイミングチャートである。
【図３】 上記図２に示されるインバータ回路の一例を
説明するためのブロック図である。
説明するためのブロック図である。
【図４】 上記図２に示されるインバータ回路の他の例
を説明するためのブロック図である。
を説明するためのブロック図である。
【図５】 上記参考例１の機械系の構成を説明するため
の断面図である。
の断面図である。
【図６】 上記図５に示されるコイルアセンブリを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図７】 本発明による参考例２の制御系の構成を説明
するためのブロック図である。
するためのブロック図である。
【図８】 上記参考例２の制御系の動作を説明するため
のタイミングチャートである。
のタイミングチャートである。
【図９】 本発明による実施の形態１の制御系の構成を
説明するためのブロック図である。
説明するためのブロック図である。
【図１０】 上記実施の形態１の制御系の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
るためのタイミングチャートである。
【図１１】 上記図９に示されるラダー抵抗回路の構成
を示す図面である。
を示す図面である。
【図１２】 本発明による実施の形態２の制御系の構成
を説明するためのブロック図である。
を説明するためのブロック図である。
【図１３】 上記実施の形態２の制御系の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
るためのタイミングチャートである。
【図１４】 本発明による実施の形態３の制御系の構成
を説明するためのブロック図である。
を説明するためのブロック図である。
【図１５】 上記実施の形態３の制御系の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
るためのタイミングチャートである。
【図１６】 従来の定着装置の制御系の構成を説明する
ためのブロック図である。
ためのブロック図である。
【図１７】 上記従来の定着装置の制御系の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
するためのタイミングチャートである。
【図１８】 従来の誘導加熱定着装置の制御系の構成を
説明するためのブロック図である。
説明するためのブロック図である。
１…被加熱体、２…誘導コイル、４…サーミスタ、５…
コア、７…定着スリーブ、８…加圧ローラ、９…コイル
アセンブリ、１０…本体制御回路、２０，２１…絶縁ス
イッチ、２２…絶縁アナログインターフェース、２３…
絶縁パラレルインターフェース、３２…本体および出力
制御回路、４０…ラダー抵抗回路、４１…シリアル／パ
ラレル変換回路、４３…積分回路、５０…インバータ回
路。
コア、７…定着スリーブ、８…加圧ローラ、９…コイル
アセンブリ、１０…本体制御回路、２０，２１…絶縁ス
イッチ、２２…絶縁アナログインターフェース、２３…
絶縁パラレルインターフェース、３２…本体および出力
制御回路、４０…ラダー抵抗回路、４１…シリアル／パ
ラレル変換回路、４３…積分回路、５０…インバータ回
路。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 13/20
G03G 15/20
H05B 6/00 - 6/44
Claims (3)
- 【請求項１】 導電性部材で形成された被加熱体と、 該被加熱体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流
を生じさせて発熱させるためのコイルと、 該コイルに高周波電流を流すための高周波電源回路とを
備え、記録媒体上に形成されたトナー像を該記録媒体へ
定着する誘導加熱定着装置であって、 前記被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、 前記高周波電源回路と電気的に絶縁され、該温度検出手
段よって検出された前記被加熱体の温度を元に、前記被
加熱体が所定の温度範囲となるように、前記高周波電源
回路の出力を制御するための制御信号を出力する出力制
御手段と、 前記出力制御手段からの制御信号を電気的に絶縁された
状態で前記高周波電源回路に伝達する制御信号伝達手段
と、を有し、 前記出力制御手段から出力される制御信号がパラレル信
号であり、前記制御信号伝達手段に、該パラレル信号を
シリアル信号に変換するためのパラレル／シリアル変換
手段を有し、 該パラレル／シリアル変換手段からの出力が制御信号と
して前記高周波電源回路に入力されて、前記高周波電源
回路から前記コイルへの高周波出力を制御することを特
徴とする誘導加熱定着装置。 - 【請求項２】 導電性部材で形成された被加熱体と、 該被加熱体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流
を生じさせて発熱させるためのコイルと、 該コイルに高周波電流を流すための高周波電源回路とを
備え、記録媒体上に形成されたトナー像を該記録媒体へ
定着する誘導加熱定着装置であって、 前記被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、 前記高周波電源回路と電気的に絶縁され、該温度検出手
段よって検出された前記被加熱体の温度を元に、前記被
加熱体が所定の温度範囲となるように、前記高周波電源
回路の出力を制御するための制御信号を出力する出力制
御手段と、 前記出力制御手段からの制御信号を電気的に絶縁された
状態で前記高周波電源回路に伝達する制御信号伝達手段
と、を有し、 前記出力制御手段から出力される制御信号がデジタルの
シリアル信号であり、前記制御信号伝達手段に、該デジ
タルのシリアル信号をパラレル信号に変換するためのシ
リアル／パラレル変換手段と、該シリアル／パラレル変
換手段によって変換されたパラレル信号をアナログのシ
リアル信号に変換するためのパラレル／シリアル変換手
段と、を有し、 該パラレル／シリアル変換手段からの出力が制御信号と
して前記高周波電源回路に入力されて、前記高周波電源
回路から前記コイルへの高周波出力を制御することを特
徴とする誘導加熱定着装置。 - 【請求項３】 導電性部材で形成された被加熱体と、 該被加熱体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流
を生じさせて発熱させるためのコイルと、 該コイルに高周波電流を流すための高周波電源回路とを
備え、記録媒体上に形成されたトナー像を該記録媒体へ
定着する誘導加熱定着装置であって、 前記被加熱体の温度を検出する温度検出手段と、 前記高周波電源回路と電気的に絶縁され、該温度検出手
段よって検出された前記被加熱体の温度を元に、前記被
加熱体が所定の温度範囲となるように、前記高周波電源
回路の出力を制御するための制御信号を出力する出力制
御手段と、 前記出力制御手段からの制御信号を電気的に絶縁された
状態で前記高周波電源回路に伝達する制御信号伝達手段
と、を有し、 前記出力制御手段から出力される制御信号がデューティ
ー比の異なるデジタル信号であり、前記制御信号伝達手
段に、該デジタル信号をそのデューティー比によって異
なるアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換手
段を有し、 該デジタル／アナログ変換手段からの出力が制御信号と
して前記高周波電源回路に入力されて、前記高周波電源
回路から前記コイルへの高周波出力を制御することを特
徴とする誘導加熱定着装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00485396A JP3460423B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 誘導加熱定着装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00485396A JP3460423B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 誘導加熱定着装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=11595247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00485396A Expired - Fee Related JP3460423B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 誘導加熱定着装置 |
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| Country | Link |
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| JP5016753B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2012-09-05 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| US6953919B2 (en) | 2003-01-30 | 2005-10-11 | Thermal Solutions, Inc. | RFID-controlled smart range and method of cooking and heating |
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| US7205513B2 (en) * | 2005-06-27 | 2007-04-17 | Xerox Corporation | Induction heated fuser and fixing members |
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| US7711280B2 (en) * | 2005-10-25 | 2010-05-04 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus, fixation device and heat control method for a fixation device |
| US8036556B2 (en) | 2006-11-21 | 2011-10-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fixing device having an electric power control system to an induction heating coil for image forming apparatus |
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| EP2662921B1 (en) * | 2011-01-07 | 2018-10-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Charging and discharging apparatus |
| DE102011079689B4 (de) * | 2011-07-22 | 2014-07-03 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Temperaturmessung im Kochgefäß |
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| JPS5933475A (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複写機用定着ロ−ラ |
| JPS5933476A (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複写機用定着ロ−ラ |
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- 1997-01-15 US US08/783,179 patent/US5928551A/en not_active Expired - Lifetime
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