JP4960810B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置とこれを用いた画像形成装置に関し、詳細には、電磁誘導加熱方式を用いるものに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、これらの複合装置などの画像形成装置においては、潜像担持体に担持したトナー像などの可視像を記録シートなどの記録材に転写することで画像出力を得る。トナー像は、定着装置を通過する際に熱と圧力とによる融解、浸透作用によって記録材上に定着させる。このように、定着装置に採用される加熱方式には、発熱源としてハロゲンランプなどを用いた加熱ローラとこれに対向当接する加圧ローラとを備えて定着ニップ部を構成可能な熱ローラ定着方式、ローラ自体よりも熱容量が小さくてすむフィルムを加熱部材として用いたフィルム定着方式があるが、近年、加熱方式に電磁誘導加熱方式を用いた定着方式（例えば、特許文献１参照）が注目されている。

特許文献１に開示されている電磁誘導加熱方式を用いた定着方式においては、加熱ローラの内部においてボビンに巻いた誘導加熱コイルを設け、誘導加熱コイルに電流を印加することにより加熱ローラに渦電流を発生させ、それによって加熱ローラを発熱させる構成が備えられている。この構成においては、熱ローラ定着方式のような余熱を必要とせず、瞬時に所定の温度まで立ち上げることができるという利点があった。

また、このような定着装置において、加熱ローラの温度をモニターしながら誘導加熱コイルの巻数を変化させて加熱ローラの温度を制御することが行われている。図９はその例であり、電磁誘導加熱に関する回路構成を示している。コイル９２ａ１，９２ａ２が直列に接続され加熱ローラ９３に面する誘導加熱コイルとコンデンサＣ９１とからなる並列共振回路と、スイッチング素子Ｑ９１と、で誘導加熱回路が構成されており、定着装置としてコイル９２ａ１，９２ａ２の誘導加熱コイルに電流を印加することにより加熱ローラ９３に渦電流を発生させ、それによって加熱ローラ９３を所定温度まで加熱する仕組みになっている。また、コイル９２ａ２について、スイッチＳＷ９１のオンオフにより並列共振回路への組み込み、切り離しが行われ、誘導加熱コイルの巻数を変化させて加熱ローラ９３の昇温カーブを調整することが可能となっている。

ここで、スイッチＳＷ９１をオフとしてコイル９２ａ２を並列共振回路から切り離す操作を行うと、並列共振回路としての共振周波数は増加して加熱効率が上がる方向に寄与するが、一方で誘導加熱コイルとしてのターン数が減るので磁束密度が低下して加熱効率が下がる方向に影響を及ぼす。このような場合には、コイルのターン数が減って加熱効率が下がる分を見込んで加熱効率を増加させる制御を行わなければならず、制御が複雑となって結果として加熱効率の上昇を正確かつ迅速に行うことができなかった。

特開２００１−１３８０５号公報

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、早期立ち上げ、安定化ができるとともに、立ち上げ制御を簡便に行うことが可能な定着装置及び該定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
（１） 発熱部材と、磁束を発生させ、該磁束によって前記発熱部材を誘導加熱する励磁コイルと第１のコンデンサが並列に接続された並列共振回路と、該並列共振回路に高周波電流を供給する電源と、を備える定着装置であって、前記並列共振回路は、共振周波数を変化させるように当該回路中への組み込み、切り離しの切替が可能で、前記発熱部材に渦電流を生じさせない位置に配置された周波数調整コイルを有し、当該装置立ち上げ開始時に前記並列共振回路に周波数調整コイルを組み込んでおき、当該装置立ち上げ中に該並列共振回路から周波数調整コイルを切り離して、共振周波数を前記当該装置立ち上げ開始時の共振周波数よりも大きくすることを特徴とする定着装置。
（２） 前記当該装置立ち上げ中の前記並列共振回路からの周波数調整コイルの切り離しは、当該装置立ち上げ開始後、前記発熱部材が第１の目標温度に達したとき又は第１の目標時間を経過したときに行うことを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。
（３） 前記並列共振回路中に周波数調整コイルが組み込まれたときに、該周波数調整コイルは、前記励磁コイルと直列に接続されることを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。
（４） 前記並列共振回路中に周波数調整コイルが組み込まれたときに、該周波数調整コイルは、前記励磁コイルと並列に接続されることを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。
（５） 前記周波数調整コイルに第２のコンデンサが直列に接続されていることを特徴とする前記（４）に記載の定着装置。
（６） 前記並列共振回路は、当該回路に前記周波数調整コイルが組み込まれて、該周波数調整コイルと励磁コイルが直列接続されたものと前記第１のコンデンサとが並列に接続された回路となることを特徴とする前記（３）に記載の定着装置。
（７） 前記並列共振回路は、当該回路に前記周波数調整コイルが組み込まれて、該周波数調整コイルと励磁コイルと前記コンデンサとが並列に接続された回路となることを特徴とする前記（４）に記載の定着装置。
（８） 当該装置立ち上げを完了したときに、前記並列共振回路中へ周波数調整コイルを組み込んで、共振周波数を当該装置立ち上げ完了直前の共振周波数よりも小さくすることを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。
（９） 前記当該装置立ち上げ完了したときは、当該装置立ち上げ開始後、前記発熱部材が第２の目標温度に達したとき又は第２の目標時間を経過したときであることを特徴とする前記（８）に記載の定着装置。
（１０） 前記（１）〜（９）のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

本発明に係る定着装置では、並列共振回路におけるコイル組み込み、切り離しにより磁束が変化せず、共振周波数のみ変化させるので、加熱効率の増加又は減少を正確かつ迅速に行うことができ、定着装置の早期立ち上げ、安定化ができるとともに、立ち上げ制御を簡便に行うことが可能である。
また、本発明に係る画像形成装置では、本発明の定着装置を用いて定着装置の早期立ち上げ、安定化と、立ち上げ制御を簡便に行うことが可能となるので、画像形成装置としても早期に立ち上げることができ、安定した画像形成を行うことができる。

以下に、本発明に係る定着装置、画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本発明に係る定着装置が適用される画像形成装置の構成を示す断面図である。もちろん本発明は、図１に示したタイプの装置には限定されず、また単一色画像を作成するものだけでなく、カラー画像を形成するものをも対象とする。

図示の画像形成装置は、像担持体の一例であってドラム形状を有する回転体である電子写真感光体（以下、単に感光体という）４１を備え、この感光体４１の周りに、図中に矢印で示す回転方向に順次、帯電ローラからなる帯電装置４２、露光手段の一部を構成するミラー４３、現像ローラ４４ａを備えた現像手段４４、転写紙、記録紙等のシート状の記録材Ｐに現像された画像（トナー像）を転写する転写装置４８、感光体４１の周面に摺接するブレード４６ａを具備したクリーニング手段４６等が配置してある。そして、帯電装置４２と現像ローラ４４ａとの間において、感光体４１にはミラー４３を介して露光光Ｌｂを露光照射して走査するようになっている。この露光光Ｌｂの照射位置を露光部１５０と称する。

転写装置４８が感光体４１の下面と対向する部位は、記録材Ｐにトナー像が転写される公知の転写部４７となっており、この転写部４７より給紙方向上流側には一対のレジストローラ４９が設けてある。これらレジストローラ４９には、何れかの給紙トレイ４０に収納した転写紙等のシート状の記録材Ｐが、給紙コロ群１１０のコロによって送り出され、搬送ガイドおよび搬送ローラ群（符号を付していない）に案内されながら搬送されてくるようになっている。また、転写部４７より給紙方向下流の位置には、本発明に係る定着装置２０が配置してあり、定着装置２０より給紙方向下流側には両面記録実行時に転写紙の表裏を反転させ記録済みの紙面を下向きにして転写部４７に再給紙する自動両面装置３９が配置してある。

本実施形態における画像形成は、概ね次のようにして行なう。まず装置上部側では、感光体４１が回転を始め、この回転中に感光体４１が暗中において帯電装置４２により均一に帯電され、作成すべき画像に対応する露光光Ｌｂが露光部１５０に照射および走査されることで、作成すべき画像に対応した潜像が感光体４１上に形成される。この潜像は感光体４１の回転により現像装置４４に近接したとき、ここでトナーにより可視像（顕像）化されて、感光体４１に担持されたトナー像となる。一方、装置下部側では、何れかの給紙トレイ４０の給紙コロ群１１０により、複数の給紙トレイ４０のうちいずれか一つから記録材Ｐを呼び出し、例えば図中に破線で示すような所定の搬送経路を経て一対のレジストローラ４９の位置まで搬送し、ここで一旦停止させ、感光体４１上のトナー像が転写部４７で記録材Ｐの所定位置に対向するようなタイミングで送り出す。すなわち、好適なタイミングが到来すると、レジストローラ４９の位置で停止していた記録材Ｐをレジストローラ４９で送り出し、転写部４７に向けて搬送する。

感光体４１上のトナー像とこのトナー像が転写されるべき記録材Ｐの所定位置とは、その位置が転写部４７で合致し、転写部材４８による電界により、トナー像は記録材Ｐ上に吸引され転写される。こうして感光体４１周りの画像形成部でトナー像を転写され担持した記録材Ｐは、定着装置２０に向けて送り出される。そして、記録材Ｐ上のトナー像が、定着装置２０を通過する間に加熱、加圧されて記録材Ｐに定着された後、記録材Ｐは排紙部に排紙される。

また、記録材Ｐの両面に画像形成をする場合、図示しない分岐爪により自動両面装置３９に排紙された記録材Ｐが、自動両面装置３９でスイッチバック反転され、レジストローラ４９の手前の搬送経路に搬送される。

なお、転写部４７で転写されずに感光体４１上に残った残留トナーは、感光体４１の回転と共にクリーニング装置４６に至り、このクリーニング装置４６を通過する間に感光体４１上から清掃・除去され、次の画像形成に移行可能となる。

定着装置２０は、一対のローラを採用した定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置には、定着ローラを加熱するための熱源を備え、この定着ローラに加圧ローラが当接、押圧している。

図２は、図１に示した画像形成装置で用い得るローラ方式の定着装置の概念的構成を示す断面図である。図において、２は磁束発生部、３は発熱部材の一態様の発熱回転体である定着ローラ、４は加圧回転体である加圧ローラ、Ｐは記録材、Ｔは記録材Ｐ上に載ったトナーである。なお、図示の例の定着装置は、磁束発生部２が備えるコイル２ａを後述するように誘導加熱回路であるインバータにより高周波駆動することによって高周波磁界を発生させ、この磁界により、主に金属性の定着ローラ３に渦電流が流れるようにしてローラ温度を上昇させているものである。図中２ｂは足コア、２ｃはセンターコア、２ｄはアーチコアであり、コイル２ａはアーチコア２ｄと定着ローラ３の間に位置している。

図３は、定着ローラ３の一部を拡大して取り出して示す断面図である。定着ローラ３は、直径が例えば５０ｍｍで、最も内側に消磁層（芯金）３Ａを備え、その外側に、矢印で示すように記録材Ｐの画像面側に向かって、空気による断熱層３Ｂ、整磁層３Ｃ、酸化防止層３Ｄ１、発熱層３Ｅ、酸化防止層３Ｄ２、弾性層３Ｆ、そして表層である離型層３Ｇから構成してある。消磁層３Ａには例えばアルミニウムまたはその合金、空気による断熱層３Ｂは例えば５ｍｍ程度の間隙とする。整磁層３Ｃには公知かつ適宜の整磁合金（例えば厚さ５０μｍ）、酸化防止層３Ｄ１、３Ｄ２にはニッケルストライクメッキ（例えば厚さ１μｍ以下）、発熱層３ＥにはＣｕメッキ（例えば厚さ１０μｍ）、弾性層３Ｆにはシリコーンゴム（例えば厚さ１００μｍ）、そして離型層３ＧにはＰＦＡ（厚さ５０μｍ）が用いられる。すなわち整磁層３Ｃから離型層３Ｇの表面までの厚さは例えば２００〜２５０μｍであるが、ただし、これらはすべて一例である。

整磁層３Ｃは、キュリー点が例えば１００〜３００℃になるように形成された磁性体（例えば鉄、ニッケルを含む整磁合金材料）からなり、加圧ローラ４の押圧により変形しニップを形成するように構成してある。この整磁層３Ｃの存在により、発熱層３Ｅ等の過熱が防止される。また、定着ローラ３側が凹形状となるニップを形成しやすいため、記録材Ｐの分離性が優れたものとし得る。なおもちろん、加圧ローラ４の押圧により変形するのは、図示の実施例では芯金３Ａ以外の、整磁層３Ｃ〜離型層３Ｇである。

図４は、本発明に係る定着装置の第１の実施の形態における誘導加熱用インバータ回路の要部を示すものである。この図に示す回路において、１２ａは誘導加熱用の励磁コイル、１２ｆは周波数調整コイルであり、Ｑ１１はスイッチング素子、Ｃ１１は第１のコンデンサ、ＳＷ１１はスイッチである。また、励磁コイル１２ａは加熱ローラ３に面して、通電により磁束を発生させ、該磁束によって加熱ローラ３を誘導加熱するものである。一方、周波数調整コイル１２ｆは加熱ローラ３に面しておらず、加熱ローラ３に渦電流を生じさせない位置に配置されている。なお、加熱ローラ３には図示していない温度検知器を備えている。

ここで、誘導加熱用インバータ回路は、励磁コイル１２ａと第１のコンデンサＣ１１とが並列に接続された並列共振回路を有しており、またスイッチＳＷ１１によりコイルとしてのインダクタンスを変化させるように該並列共振回路中への組み込み、切り離しが可能な態様で周波数調整コイル１２ｆを有している。具体的には、スイッチＳＷ１１のオフ（開）のときに、並列共振回路中に周波数調整コイル１２ｆが組み込まれ、周波数調整コイル１２ｆが励磁コイル１２ａと直列に接続されることになって励磁コイル１２ａと周波数調整コイル１２ｆとが直列接続されたもの（巻数が増加したコイル）と第１のコンデンサＣ１１とが並列に接続された回路となる。また、スイッチＳＷ１１がオン（閉）のときに、周波数調整コイル１２ｆが並列共振回路から切り離されて、該並列共振回路は、励磁コイル１２ａと第１のコンデンサＣ１１とが並列に接続された回路となる。

なお、この並列共振回路には図示していない電源から商用電源を整流した直流電流が供給される。また、スイッチング素子Ｑ１１は例えば、耐圧、電流容量の面からＩＧＢＴが使用され、図示していない寄生のダイオードが付される。図４の誘導加熱用インバータ回路では、スイッチング素子Ｑ１１を高周波駆動することで並列共振回路に高周波電流を供給する形式のものを示しているが、これに限定されるわけではない。また、本発明では高周波電流に関して周波数可変に限定されるわけではない。

以上のように構成された定着装置の昇温動作について図５、図６に基づいて説明する。図５は、図４の誘導加熱用インバータ回路の装置立ち上げの３つのピリオド（第１，２，３ピリオド）ごとの動作を示したフローチャートであり、図６は定着装置の立ち上げの際の経過時間と加熱ローラ３の温度との関係を示したタイミングチャートである。ここでは、定着装置の使用開始時に装置立ち上げの昇温動作について以下にその手順として説明する。

（Ｓ１１）定着装置としてスイッチオンされ、装置立ち上げが開始される（第１ピリオド開始）。
（Ｓ１２）まず、装置立ち上げに関する以下の初期設定を行う。
（１）コイルとしてのインダクタンスの初期設定を行う。すなわち、スイッチＳＷ１１をオフ（開）として、並列共振回路が励磁コイル１２ａと周波数調整コイル１２ｆとが直列接続されたものと第１のコンデンサＣ１１とが並列に接続された回路（状態１）とする。これにより、インダクタンス大とし、装置立ち上げ開始直後の突入電流を抑制する。
（２）第１の目標時間を初期設定する。第１の目標時間とは、図６において装置立ち上げ開始直後の突入電流の問題が発生しなくなる時間であり、例えば数十ｍｓｅｃとする。この第１の目標時間に代えて、第１の目標時間経過後に到達すると予想される加熱ローラ３の温度を第１の目標温度として設定してもよい。
（３）最大電力を初期設定する。例えば１５００Ｗとする。
（Ｓ１３）前記初期設定の条件に従い、装置立ち上げを開始する。すなわち、並列共振回路を状態１とし、最大電力１５００Ｗで通電を開始することで、励磁コイル１２ａ、周波数調整コイル１２ｆに高周波電流を流し、その結果加熱ローラ３の発熱層３Ｅに渦電流が流れて加熱ローラ３が発熱する。この状態を継続する。

（Ｓ１４）装置立ち上げ開始から第１の目標時間経過したとき、第１ピリオドが終了し、第２ピリオドを開始して第２の設定を行う。
（１）コイルとしてのインダクタンスの切替設定を行う。すなわち、スイッチＳＷ１１をオン（閉）として、並列共振回路が励磁コイル１２ａと第１のコンデンサＣ１１とが並列に接続された回路（状態２）とする。これにより、インダクタンス小とし、磁束を変化させずに共振周波数のみを増加させ加熱効率を増加させる。
（２）第２の目標温度を設定する。第２の目標温度とは、図６においてあとわずかな加熱によりトナー定着に適切な温度（定着温度）となる定着温度近傍の加熱ローラ３の温度であって、それ以降にそのまま加熱を行うとオーバーシュートしてしまう温度であり、例えば１８０℃とする。この第２の目標温度に代えて、本実施の形態の加熱プランにおいて第２の目標温度に到達すると予想される装置立ち上げ開始後の経過時間を第２の目標時間として設定してもよい。
（３）最大電力を設定する。例えば５００Ｗとする。
（Ｓ１５）前記第２の設定の条件に変更して、装置立ち上げを継続する。すなわち、並列共振回路を状態２とし、最大電力５００Ｗで通電することで、励磁コイル１２ａに高周波電流を流し、その結果加熱ローラ３の発熱層３Ｅに渦電流が流れて加熱ローラ３が加熱効率のいい状態で発熱する。この状態を継続する。

（Ｓ１６）加熱ローラ３が第２の目標温度に到達したとき、第２ピリオドが終了し、第３ピリオドを開始して第３の設定を行う。
（１）コイルとしてのインダクタンスの切替設定を行う。すなわち、スイッチＳＷ１１をオフ（開）として、並列共振回路を前記状態１とする。これにより、インダクタンス大として共振周波数を下げ、クオリティファクタＱを改善する。
（２）第３の目標温度として定着温度を設定する。
（３）最大電力を設定する。例えば１０００Ｗとする。
（Ｓ１７）前記第３の設定の条件に変更して、装置立ち上げを完了する。すなわち、並列共振回路を状態１とし、最大電力１０００Ｗで通電することで、加熱ローラ３の温度が定着温度一定となるように加熱制御する。

以上の動作により、並列共振回路におけるコイル組み込み、切り離しにより磁束が変化せず、共振周波数のみ変化させるので、加熱効率の増加又は減少を正確かつ迅速に行うことができ、定着装置の早期立ち上げ、安定化ができるとともに、立ち上げ制御を簡便に行うことができる。ひいては図１の画像形成装置としても早期に立ち上げることができ、安定した画像形成を行うことができる。

つぎに、本発明に係る定着装置の第２の実施の形態について説明する。
図７は、本発明に係る定着装置の第２の実施の形態における誘導加熱用インバータ回路の要部を示すものである。この図に示す回路において、２２ａは誘導加熱用の励磁コイル、２２ｆは周波数調整コイルであり、Ｑ２１はスイッチング素子、Ｃ２１は第１のコンデンサ、Ｃ２２は第２のコンデンサ、ＳＷ２１はスイッチである。また、励磁コイル２２ａは加熱ローラ３に面して、通電により磁束を発生させ、該磁束によって加熱ローラ３を誘導加熱するものである。一方、周波数調整コイル２２ｆは加熱ローラ３に面しておらず、加熱ローラ３に渦電流を生じさせない位置に配置されている。また、周波数調整コイル２２ｆには第２のコンデンサＣ２２が直列接続されているが、この第２のコンデンサＣ２２を組み込まなくてもよい。なお、加熱ローラ３には図示していない温度検知器を備えている。

ここで、誘導加熱用インバータ回路は、励磁コイル２２ａと第１のコンデンサＣ２１とが並列に接続された並列共振回路を有しており、またスイッチＳＷ２１によりコイルとしてのインダクタンスを変化させるように該並列共振回路中への組み込み、切り離しが可能な態様で周波数調整コイル２２ｆを有している。具体的には、スイッチＳＷ２１のオン（閉）のときに、並列共振回路中に周波数調整コイル２２ｆが組み込まれ、周波数調整コイル２２ｆが励磁コイル２２ａと並列に接続されることになって励磁コイル２２ａと周波数調整コイル２２ｆと第１のコンデンサＣ２１とが並列に接続された回路となる。また、スイッチＳＷ２１がオフ（開）のときに、周波数調整コイル２２ｆが並列共振回路から切り離されて、該並列共振回路は、励磁コイル２２ａと第１のコンデンサＣ２１とが並列に接続された回路となる。

なお、この並列共振回路には図示していない電源から商用電源を整流した直流電流が供給される。また、スイッチング素子Ｑ２１は例えば、耐圧、電流容量の面からＩＧＢＴが使用され、図示していない寄生のダイオードが付される。図７の誘導加熱用インバータ回路では、スイッチング素子Ｑ２１を高周波駆動することで並列共振回路に高周波電流を供給する形式のものを示しているが、これに限定されるわけではない。また、本発明では高周波電流に関して周波数可変に限定されるわけではない。

以上のように構成された定着装置の昇温動作について図６、図８に基づいて説明する。図８は、図７の誘導加熱用インバータ回路の装置立ち上げの３つのピリオド（第１，２，３ピリオド）ごとの動作を示したフローチャートである。ここでは、定着装置の使用開始時に装置立ち上げの昇温動作について以下にその手順として説明する。

（Ｓ２１）定着装置としてスイッチオンされ、装置立ち上げが開始される（第１ピリオド開始）。
（Ｓ２２）まず、装置立ち上げに関する以下の初期設定を行う。
（１）コイルとしてのインダクタンスの初期設定を行う。すなわち、スイッチＳＷ２１をオン（閉）として、並列共振回路が励磁コイル２２ａと周波数調整コイル２２ｆと第１のコンデンサＣ２１とが並列に接続された回路（状態３）とする。これにより、インダクタンス大とし、装置立ち上げ開始直後の突入電流を抑制する。
（２）第１の目標時間を初期設定する。これは第１の実施の形態の場合と同じであり、例えば数十ｍｓｅｃとする。この第１の目標時間に代えて、第１の目標時間経過後に到達すると予想される加熱ローラ３の温度を第１の目標温度として設定してもよい。
（３）最大電力を初期設定する。例えば１５００Ｗとする。
（Ｓ２３）前記初期設定の条件に従い、装置立ち上げを開始する。すなわち、並列共振回路を状態３とし、最大電力１５００Ｗで通電を開始することで、励磁コイル２２ａ、周波数調整コイル２２ｆに高周波電流を流し、その結果加熱ローラ３の発熱層３Ｅに渦電流が流れて加熱ローラ３が発熱する。この状態を継続する。

（Ｓ２４）装置立ち上げ開始から第１の目標時間経過したとき、第１ピリオドが終了し、第２ピリオドを開始して第２の設定を行う。
（１）コイルとしてのインダクタンスの切替設定を行う。すなわち、スイッチＳＷ２１をオフ（開）として、並列共振回路が励磁コイル２２ａと第１のコンデンサＣ２１とが並列に接続された回路（状態４）とする。これにより、インダクタンス小とし、磁束を変化させずに共振周波数のみを増加させ加熱効率を増加させる。
（２）第２の目標温度を設定する。これは第１の実施の形態の場合と同じであり、例えば１８０℃とする。この第２の目標温度に代えて、本実施の形態の加熱プランにおいて第２の目標温度に到達すると予想される装置立ち上げ開始後の経過時間を第２の目標時間として設定してもよい。
（３）最大電力を設定する。例えば５００Ｗとする。
（Ｓ２５）前記第２の設定の条件に変更して、装置立ち上げを継続する。すなわち、並列共振回路を状態４とし、最大電力５００Ｗで通電することで、励磁コイル２２ａに高周波電流を流し、その結果加熱ローラ３の発熱層３Ｅに渦電流が流れて加熱ローラ３が加熱効率のいい状態で発熱する。この状態を継続する。

（Ｓ２６）加熱ローラ３が第２の目標温度に到達したとき、第２ピリオドが終了し、第３ピリオドを開始して第３の設定を行う。
（１）コイルとしてのインダクタンスの切替設定を行う。すなわち、スイッチＳＷ２１をオン（閉）として、並列共振回路を前記状態３とする。これにより、インダクタンス大として共振周波数を下げ、クオリティファクタＱを改善する。
（２）第３の目標温度として定着温度を設定する。
（３）最大電力を設定する。例えば１０００Ｗとする。
（Ｓ２７）前記第３の設定の条件に変更して、装置立ち上げを完了する。すなわち、並列共振回路を状態３とし、最大電力１０００Ｗで通電することで、加熱ローラ３の温度が定着温度一定となるように加熱制御する。

以上の動作により、並列共振回路におけるコイル組み込み、切り離しにより磁束が変化せず、共振周波数のみ変化させるので、加熱効率の増加又は減少を正確かつ迅速に行うことができ、定着装置の早期立ち上げ、安定化ができるとともに、立ち上げ制御を簡便に行うことができる。ひいては図１の画像形成装置としても早期に立ち上げることができ、安定した画像形成を行うことができる。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

本発明に係る定着装置が適用された画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 図１に示した画像形成装置で用いられる本発明の定着装置の要部を概念的に示す断面図である。 加熱ローラの拡大断面図である。 本発明に係る定着装置の第１の実施の形態における誘導加熱用インバータ回路の要部を示す図である。 本発明に係る定着装置の第１の実施の形態における装置立ち上げ動作のフローチャートである。 本発明に係る定着装置の装置立ち上げのタイミングチャートである。 本発明に係る定着装置の第２の実施の形態における誘導加熱用インバータ回路の要部を示す図である。 本発明に係る定着装置の第２の実施の形態における装置立ち上げ動作のフローチャートである。 従来の定着装置における誘導加熱用インバータ回路の要部を示す図である。

符号の説明

２：磁束発生部
３，９３：加熱ローラ（定着ローラ（発熱回転体））
３Ａ：消磁層（芯金）
３Ｂ：断熱層
３Ｃ：整磁層
３Ｄ１、３Ｄ２：酸化防止層
３Ｅ：発熱層
３Ｆ：弾性層
３Ｇ：離型層
４：加圧ローラ（加圧回転体）
１２ａ，２２ａ，９２ａ１，９２ａ２：励磁コイル
１２ｆ，２２ｆ：周波数調整コイル
２０：定着装置
３９：自動両面装置
４１：電子写真感光体（感光体）
４２：帯電装置
４３：ミラー
４４：現像手段
４４ａ：現像ローラ
４６：クリーニング手段
４６ａ：ブレード
４７：転写部
４８：転写装置
４９：レジストローラ
１１０：給紙コロ群
１５０：露光部
Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ９１：第１のコンデンサ
Ｃ２２：第２のコンデンサ
Ｐ：記録材
Ｑ１１，Ｑ２１，Ｑ９１：スイッチング素子
ＳＷ１１，ＳＷ２１，ＳＷ９１：スイッチ
Ｔ：トナー

Claims (10)

1. 発熱部材と、磁束を発生させ、該磁束によって前記発熱部材を誘導加熱する励磁コイルと第１のコンデンサが並列に接続された並列共振回路と、該並列共振回路に高周波電流を供給する電源と、を備える定着装置であって、
   前記並列共振回路は、共振周波数を変化させるように当該回路中への組み込み、切り離しの切替が可能で、前記発熱部材に渦電流を生じさせない位置に配置された周波数調整コイルを有し、
   当該装置立ち上げ開始時に前記並列共振回路に周波数調整コイルを組み込んでおき、
   当該装置立ち上げ中に該並列共振回路から周波数調整コイルを切り離して、共振周波数を前記当該装置立ち上げ開始時の共振周波数よりも大きくすることを特徴とする定着装置。
2. 前記当該装置立ち上げ中の前記並列共振回路からの周波数調整コイルの切り離しは、当該装置立ち上げ開始後、前記発熱部材が第１の目標温度に達したとき又は第１の目標時間を経過したときに行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記並列共振回路中に周波数調整コイルが組み込まれたときに、該周波数調整コイルは、前記励磁コイルと直列に接続されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記並列共振回路中に周波数調整コイルが組み込まれたときに、該周波数調整コイルは、前記励磁コイルと並列に接続されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記周波数調整コイルに第２のコンデンサが直列に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記並列共振回路は、当該回路に前記周波数調整コイルが組み込まれて、該周波数調整コイルと励磁コイルが直列接続されたものと前記第１のコンデンサとが並列に接続された回路となることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
7. 前記並列共振回路は、当該回路に前記周波数調整コイルが組み込まれて、該周波数調整コイルと励磁コイルと前記コンデンサとが並列に接続された回路となることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
8. 当該装置立ち上げを完了したときに、前記並列共振回路中へ周波数調整コイルを組み込んで、共振周波数を当該装置立ち上げ完了直前の共振周波数よりも小さくすることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
9. 前記当該装置立ち上げ完了したときは、当該装置立ち上げ開始後、前記発熱部材が第２の目標温度に達したとき又は第２の目標時間を経過したときであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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