JP2006209119A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センタコイルとサイドコイルの交互駆動制御およびヒートローラの温度制御を、ＣＰＵ等の制御手段に負担をかけずに、簡単な回路で容易に実行することができる定着装置を提供する。
【解決手段】温度センサ１３，１４の検知温度に基づいて動作制御信号および指定信号を発する簡単な構成の信号処理回路９４を設け、その信号処理回路９４から発せられる動作制御信号および指定信号に応じてセンタコイル４とサイドコイル５，６を選択的に駆動する。
【選択図】図４

Description

この発明は、用紙上の現像剤像を定着させる定着装置に関する。

画像形成装置は、原稿から画像を読取り、その読取った画像に対応する現像剤像を用紙に形成し、その現像剤像を定着装置により用紙上に定着させる。

上記定着装置は、ヒートローラとプレスローラとの間に上記用紙を取込んで、用紙に熱と圧力を加えることにより、用紙上の現像剤像を用紙上に定着させる。

上記ヒートローラの内側または外側には、誘導加熱用のセンタコイルおよびサイドコイルが設けられている。これらコイルに高周波電流が供給されることにより、コイルから高周波磁界が発生する。この高周波磁界によって上記ヒートローラに渦電流が生じ、その渦電流に基づくジュール熱によって上記ヒートローラが発熱する。

上記センタコイルは、ヒートローラの軸方向（ヒートローラの回転方向と直交する方向）における同ヒートローラの略中央部を誘導加熱する。サイドコイルは、ヒートローラの軸方向における同ヒートローラの一端部および他端部を誘導加熱する。

このような定着装置では、センタコイルおよびサイドコイルが交互に駆動される。そして、ヒートローラの軸方向における中央部および端部の温度がそれぞれ検知され、これら検知温度が予め定められている設定値を維持するように、センタコイルの出力およびサイドコイルの出力がそれぞれパルス幅変調により制御される（例えば、特許文献１）。
特開２００２−１２４３６９号公報

センタコイルとサイドコイルの交互駆動制御、およびパルス幅変調によるヒートローラの温度制御は、ＣＰＵ等の制御手段にとって大きな負担となっている。

この発明の一態様の目的は、センタコイルとサイドコイルの交互駆動制御およびヒートローラの温度制御を、ＣＰＵ等の制御手段に負担をかけずに、簡単な回路で容易に実行することができる定着装置を提供することである。

請求項１に係る発明の定着装置は、回転する加熱部材と、この加熱部材を誘導加熱するための第１コイルと、上記加熱部材を誘導加熱するための第２コイルと、上記加熱部材の回転方向と直交する方向における同加熱部材の略中央部の温度Ｔ１を検知する第１温度センサと、上記加熱部材の回転方向と直交する方向における同加熱部材の一端部または他端部の温度Ｔ２を検知する第２温度センサと、この各温度センサの検知温度に基づき、上記各コイルの動作を許容または禁止するための信号、および上記各コイルのどちらを動作させるか指定するための信号を、発する信号処理回路と、上記信号処理回路から発せられる各信号に応じて、上記各コイルを選択的に駆動する駆動回路と、を備えている。

この発明の定着装置によれば、センタコイルとサイドコイルの交互駆動制御およびヒートローラの温度制御を、ＣＰＵ等の制御手段に負担をかけずに、簡単な回路で容易に実行することができる。

［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。

この発明に係る画像形成装置は、原稿の画像を光学的に読取るスキャニングユニット（後述のスキャニングユニット３３）、このスキャニングユニットで読取られた画像に対応する現像剤像を被定着物である用紙に形成するプロセスユニット（後述のプロセスユニット４５）、および上記用紙に形成された現像剤像を加熱によりその用紙に定着させる定着装置（後述の定着装置１）などを備えている。この画像形成装置の具体的な構成は、先に特許出願したAppl.No.10/602,920に記載されている。よって、その構成の説明は省略する。

上記定着装置の構成を図および図２に示している。
定着装置１は、回転する加熱部材たとえばヒートローラ２を有している。このヒートローラ２と加圧部材であるプレスローラ３とが、被定着物である用紙２０の搬送路を上下に挟む状態に設けられている。プレスローラ３は、ヒートローラ２の表面（外周面）に加圧状態で接してそのヒートローラ２と共に回転し、そのヒートローラ２との間に用紙２０を取込んで用紙２０に圧力を加える。このとき、ヒートローラ２の熱が用紙２０に伝わることにより、用紙２０上の現像剤像２１が溶融し、その溶融した現像剤が用紙２０上に定着する。

ヒートローラ２は、金属部材の上に表面部材（ＰＴＥＦ，ＰＦＡ等の離型層）を被覆したもので、時計方向に回転駆動される。プレスローラ３は、芯金の周囲にシリコンゴムあるいはフッ素ゴムを被覆したもので、反時計方向に回転する。

ヒートローラ２の内部に、センタコイル（第１コイル）４およびサイドコイル（第２コイル）５，６が設けられている。上記センタコイル４は、ヒートローラ２の回転方向と直交する方向（軸方向）における同ヒートローラ２の略中央部と対応する位置に、設けられている。上記サイドコイル５は、ヒートローラ２の回転方向と直交する方向における同ヒートローラ２の一端部と対応する位置に、設けられている。上記サイドコイル６は、ヒートローラ２の回転方向と直交する方向における同ヒートローラ２の他端部と対応する位置に、設けられている。このサイドコイル５，６は、互いに接続されて、実質的には１つのコイルを形成している。

これらコイル４，５，６は、それぞれコア７，８，９に装着されており、誘導加熱用の高周波磁界を発する。この高周波磁界がヒートローラ２に与えられることにより、ヒートローラ２の金属部材に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で金属部材が発熱する。すなわち、センタコイル４により、ヒートローラ２の略中央部が誘導加熱される。サイドコイル５，６により、ヒートローラ２の一端部および他端部がそれぞれ誘導加熱される。

ヒートローラ２の周囲に、用紙２０をヒートローラ２から剥離するための爪１０、ヒートローラ２上に残る現像剤および紙屑等を除去するためのクリーニング部材１１、ヒートローラ２の表面にオイルを塗布するためのオイル塗布ローラ１２、およびヒートローラ２の表面の温度を検知する第１および第２温度センサ１３，１４が設けられている。

上記温度センサ１３は、ヒートローラ２の回転方向と直交する方向（軸方向）における同ヒートローラ２の略中央部の温度Ｔ１を検知する。上記温度センサ１４は、ヒートローラ２の回転方向と直交する方向（軸方向）における同ヒートローラ２の他端部の温度Ｔ２を検知する。

これら温度センサ１３，１４は、ヒートローラ２の表面に接する接触式でも、ヒートローラ２から離れる非接触式でも、そのいずれでもよい。

上記画像形成装置の制御回路を図３に示している。

メインコントローラ３０に、コントロールパネルコントローラ３１、スキャニングコントローラ３２、およびプリントコントローラ４０が接続されている。

メインコントローラ３０は、コントロールパネルコントローラ３１、スキャニングコントローラ３２、およびプリントコントローラ４０を統括的に制御する。スキャニングコントローラ３２は、原稿の画像を光学的に読取るスキャニングユニット３３を制御する。

プリントコントローラ４０に、制御プログラム記憶用のＲＯＭ４１、データ記憶用のＲＡＭ４２、プリントエンジン４３、シート搬送ユニット４４、プロセスユニット４５、定着装置１が接続されている。プリントエンジン４３は、上記スキャニングユニット３３で読取られた画像を上記プロセスユニット４５の感光体ドラムに形成するためのレーザ光を発する。シート搬送ユニット４４は、用紙２０の搬送機構およびその駆動回路などにより構成されている。プロセスユニット４５は、上記スキャニングユニット５３で読取られた画像に対応する静電潜像を上記プリントエンジン４３から発せられるレーザ光によって感光体ドラムの表面に形成し、その感光体ドラム上の静電潜像を現像剤で現像し、その現像剤像を用紙２０に転写する。

定着装置１の電気回路を図４に示している。
商用交流電源５０に、整流回路６０，７０が接続されている。整流回路６０，７０の出力端に、第１および第２高周波発生回路（スイッチング回路ともいう）６１，７１が接続されている。

高周波発生回路６１は、上記センタコイル４と共に共振回路を形成する共振用コンデンサ６２、その共振回路を励起するスイッチング素子たとえばトランジスタ６３、およびそのトランジスタ６３に並列接続されたダンパダイオード６４により構成され、トランジスタ６３が駆動回路５２によってオン，オフ駆動されることにより、高周波電流を生成する。

高周波発生回路７１は、上記サイドコイル５，６と共に共振回路を形成する共振用コンデンサ７２、その共振回路を励起するスイッチング素子たとえばトランジスタ７３、およびそのトランジスタ７３に並列接続されたダンパダイオード７４により構成され、トランジスタ７３が上記駆動回路５２によってオン，オフ駆動されることにより、高周波電流を生成する。

この高周波発生回路６１，７１で生成される高周波電流がセンタコイル４およびサイドコイル５，６に供給されることにより、センタコイル４およびサイドコイル５，６から高周波磁界が発生する。この高周波磁界によってヒートローラ２の金属部材に渦電流が生じ、その渦電流に基づくジュール熱によって金属部材が発熱する。

また、商用交流電源５０にコントローラ用電源回路８０が接続され、そのコントローラ用電源回路８０にコントローラ５３が接続されている。コントローラ５３には、上記温度センサ１３，１４、上記プリントコントローラ４０、および上記駆動回路５２が接続されている。

上記コントローラ５３は、ＣＰＵ９０、上記温度センサ１３，１４の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路９１、制御プログラム記憶用のＲＯＭ９２、データ記憶用のＲＡＭ９３、および信号処理回路９４を有している。
上記信号処理回路９４は、図５に示すように、第１比較回路１０１、第２比較回路１０２、第１ゲート回路１０３、および第２ゲート回路１０４により、構成されている。

比較回路１０１は、温度センサ１３の検知温度Ｔ１に対応するレベルの電圧Ｖ１と予め定められている設定温度Ｔｓ１に対応するレベルの電圧Ｖｓ１とを比較し、Ｖ１＜Ｖｓ１（Ｔ１＜Ｔｓ１）のときに低レベル信号を出力し、Ｖ１≧Ｖｓ１（Ｔ１≧Ｔｓ１）のときに高レベル信号を出力する。

比較回路１０２は、温度センサ１４の検知温度Ｔ２に対応するレベルの電圧Ｖ２と予め定められている設定温度Ｔｓ２（＝Ｔｓ１）に対応するレベルの電圧Ｖｓ２とを比較し、Ｖ２＜Ｖｓ２（Ｔ２＜Ｔｓ２）のときに低レベル信号を出力し、Ｖ２≧Ｖｓ２（Ｔ２≧Ｔｓ２）のときに高レベル信号を出力する。

ゲート回路１０３は、比較回路１０１，１０２の出力の少なくとも一方が低レベル信号の場合に、コイル４，５，６の動作を許容するための高レベル信号を出力し、比較回路１０１，１０２の出力の両方が高レベル信号の場合にコイル４，５，６の動作を禁止するための低レベル信号を出力する。このゲート回路１０３の出力信号は、動作制御信号として、上記駆動回路５２に供給される。

ゲート回路１０４は、比較回路１０１の出力が高レベル信号の場合にセンタコイル４の動作を指定するための高レベル信号を出力し、比較回路１０１の出力が低レベル信号の場合にサイドコイル５，６の動作を指定するための低レベル信号を出力する。このゲート回路１０３の出力信号は、指定信号として、上記駆動回路５２に供給される。

駆動回路５２は、ゲート回路１０３から供給される動作制御信号、およびゲート回路１０４から供給される指定信号に応じて、上記高周波発生回路６１，７１を選択的に駆動する。

つぎに、図６を参照しながら、作用を説明する。

商用交流電源５０がオンされると、ヒートローラ２の略中央部の温度Ｔ１が、温度センサ１３により検知される。ヒートローラ２の他端部の温度Ｔ２が、温度センサ１４により検知される。

初めは、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１未満なので（Ｔ１＜Ｔｓ１）、比較回路１０１から低レベル信号が出力される。また、温度センサ１４の検知温度Ｔ２も設定温度Ｔｓ２未満なので（Ｔ２＜Ｔｓ２）、比較回路１０２から低レベル信号が出力される。
比較回路１０１，１０２の出力が低レベル信号であれば、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が高レベル信号となる。これにより、コイル４，５，６の動作が許容される。また、比較回路１０１の出力が低レベル信号であることにより、ゲート回路１０４の出力（指定信号）が高レベル信号となる。これにより、センタコイル４の動作が指定される。

このように、コイル４，５，６の動作が許容された状態で、センタコイル４の動作が指定されることにより、高周波発生回路６１が駆動されて、センタコイル４が動作する。センタコイル４の動作により、ヒートローラ２の略中央部が発熱して温度上昇する。この温度上昇に伴い、ヒートローラ２の両端部の温度も上昇していく。

温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１以上になると（Ｔ１≧Ｔｓ１）、比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わる。比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わると、ゲート回路１０４の出力（指定信号）が低レベル信号となる。これにより、サイドコイル５，６の動作が指定される。

温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１以上になって比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わっても、温度センサ１４の検知温度Ｔ２がまだ設定温度Ｔｓ２未満の状態にあれば、比較回路１０２の出力は低レベル信号のままである。したがって、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）は高レベル信号の状態を維持し、コイル４，５，６の動作が許容される。

コイル４，５，６の動作が許容されている状態で、サイドコイル５，６の動作が指定されると、高周波発生回路７１が駆動されて、サイドコイル５，６が動作する。高周波発生回路６１は駆動されず、センタコイル４の動作が停止する。こうして、サイドコイル５，６が動作することにより、ヒートローラ２の両端部が発熱して温度上昇する。

温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１未満に下降すると（Ｔ１＜Ｔｓ１）、比較回路１０１の出力が低レベル信号に変わる。比較回路１０１の出力が低レベル信号に変わると、ゲート回路１０４の出力（指定信号）が高レベル信号となる。これにより、センタコイル４の動作が再び指定される。

このとき、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）は高レベル信号の状態を維持しており、よってコイル４，５，６の動作が許容される。

コイル４，５，６の動作が許容されている状態で、センタコイル４の動作が再び指定されることにより、高周波発生回路６１が駆動されて、センタコイル４が動作する。高周波発生回路７１は駆動されなくなり、サイドコイル５，６の動作が停止する。こうして、センタコイル４が動作することにより、ヒートローラ２の略中央部が発熱して温度上昇する。

以後、温度センサ１３の検知温度Ｔ１と設定温度Ｔｓ１との比較に基づく比較回路１０１の出力に応じて、センタコイル４の動作とサイドコイル５，６の動作とが交互に繰り返される。

その後、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１以上に上昇し（Ｔ１≧Ｔｓ１）、しかも温度センサ１４の検知温度Ｔ２が設定温度Ｔｓ２以上に上昇すると（Ｔ２≧Ｔｓ２）、比較回路１０１，１０２の出力が共に高レベル信号となる。この場合、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が低レベル信号となる。これにより、コイル４，５，６の動作が禁止される。すなわち、ゲート回路１０４の出力（指定信号）に関係なく、高周波発生回路６１，７１の駆動が停止されて、全てのコイル４，５，６の動作が停止する。ウォーミングアップが終了する。

ウォーミングアップの終了後、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１未満に下降すると（Ｔ１＜Ｔｓ１）、比較回路１０１の出力が低レベル信号となる。これにより、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が高レベル信号となってコイル４，５，６の動作が許容されるとともに、ゲート回路１０４の出力（指定信号）が高レベル信号となってセンタコイル４の動作が指定される。センタコイル４が動作する。

温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１以上に上昇すると（Ｔ１≧Ｔｓ１）、比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わる。これにより、ゲート回路１０４の出力（指定信号）が低レベル信号となってサイドコイル５，６の動作が指定される。サイドコイル５，６が動作する。

こうして、センタコイル４の動作とサイドコイル５，６の動作とが交互に繰り返されることにより、ヒートローラ２の略中央部の温度Ｔ１および他端の温度Ｔ２がそれぞれ設定温度Ｔｓ１，Ｔｓ２に維持される。

以上のように、温度センサ１３，１４の検知温度に基づいて動作制御信号および指定信号を発する簡単な構成で安価な信号処理回路９４を設け、その信号処理回路９４から発せられる動作制御信号および指定信号に応じてセンタコイル４とサイドコイル５，６を選択的に駆動することにより、センタコイル４とサイドコイル５，６の交互駆動制御およびヒートローラ２の温度制御を、ＣＰＵ９０などの制御に負担をかけることなく、容易に実行することができる。簡単な構成で安価な信号処理回路９４の採用により、コストの低減が図れる。

なお、設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２とを同じ値としたが、用紙２０のサイズなどに応じて、設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２を互いに異なる値に設定してもよい。設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２を互いに異なる値に設定することにより、ヒートローラ２の熱容量にかかわらず、また用紙２０のサイズにかかわらず、ヒートローラ２の軸方向の温度分布を均一にすることができる。

［２］この発明の第２の実施形態を説明する。

信号処理回路９４が、図７に示すように、第１比較回路１０１、第２比較回路１０２、第１ゲート回路１０３、発振回路１０５、第２ゲート回路１０６、および選択回路１０７により、構成されている。

比較回路１０１は、温度センサ１３の検知温度Ｔ１に対応するレベルの電圧Ｖ１と予め定められている設定温度Ｔｓ１に対応するレベルの電圧Ｖｓとを比較し、Ｖ１＜Ｖｓ１（Ｔ１＜Ｔｓ１）のときに低レベル信号を出力し、Ｖ１≧Ｖｓ１（Ｔ１≧Ｔｓ１）のときに高レベル信号を出力する。

比較回路１０２は、温度センサ１４の検知温度Ｔ２に対応するレベルの電圧Ｖ２と予め定められている設定温度Ｔｓ２（＝Ｔｓ１）に対応するレベルの電圧Ｖｓ２とを比較し、Ｖ２＜Ｖｓ２（Ｔ２＜Ｔｓ２）のときに低レベル信号を出力し、Ｖ２≧Ｖｓ２（Ｔ２≧Ｔｓ２）のときに高レベル信号を出力する。

ゲート回路１０３は、比較回路１０１，１０２の出力の少なくとも一方が低レベル信号の場合に、コイル４，５，６の動作を許容するための高レベル信号を出力し、比較回路１０１，１０２の出力の両方が高レベル信号の場合にコイル４，５，６の動作を禁止するための低レベル信号を出力する。このゲート回路１０３の出力信号は、動作制御信号として、上記駆動回路５２に供給される。

発振回路１０５は、オン，オフデューティが例えば５０％のクロック信号を発する。

ゲート回路１０６は、比較回路１０１，１０２の出力が共に低レベル信号の場合に、発振回路１０５の出力信号を選択するための高レベル信号を出力し、比較回路１０１，１０２の出力が共に低レベル信号でない場合に、比較回路１０２の出力信号を選択するための低レベル信号を出力する。

選択回路１０７は、発振回路１０５のクロック信号が入力される第１入力端子Ａ、比較回路１０２の出力信号が入力される第２入力端子Ｂ、ゲート回路１０６の出力信号が入力される第３入力端子（選択端子）を有し、第３入力端子への入力が高レベル信号の場合に第１入力端子Ａへの入力信号（発振回路１０５の出力信号）を選択して出力し、第３入力端子への入力（ゲート回路１０６の出力信号）が低レベル信号の場合に第２入力端子Ｂへの入力信号（比較回路１０２の出力信号）を選択して出力する。この出力は、センタコイル４とサイドコイル５，６のどちらを動作させるか指定するための指定信号として、上記駆動回路５２に供給される。

つぎに、図８を参照しながら、作用を説明する。

商用交流電源５０がオンされると、発振回路１０５から、オン，オフデューティが５０％のクロック信号、つまり周期がｔでパルス幅がｔ／２のクロック信号が発せられる。

初めは、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１未満なので（Ｔ１＜Ｔｓ１）、比較回路１０１から低レベル信号が出力される。また、温度センサ１４の検知温度Ｔ２も設定温度Ｔｓ２未満なので（Ｔ２＜Ｔｓ２）、比較回路１０２から低レベル信号が出力される。
比較回路１０１，１０２の出力が低レベル信号であれば、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が高レベル信号となる。これにより、コイル４，５，６の動作が許容される。
また、比較回路１０１，１０２の出力が共に低レベル信号であることにより、ゲート回路１０６の出力が高レベル信号となる。ゲート回路１０６の出力が高レベル信号のとき、選択回路１０７から、発振回路１０５のクロック信号（指定信号）が選択出力される。このクロック信号が高レベルのときにセンタコイル４の動作が指定され、同クロック信号が低レベルのときにサイドコイル５，６の動作が指定される。

このように、コイル４，５，６の動作が許容された状態で、センタコイル４の動作とサイドコイル５，６の動作が交互に指定されることにより、高周波発生回路６１，７１が交互に駆動されて、センタコイル４とサイドコイル５，６が交互に動作する。これにより、ヒートローラ２の略中央部および両端部がそれぞれ発熱して温度上昇する。

温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１以上に上昇すると（Ｔ１≧Ｔｓ１）、比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わる。比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わると、ゲート回路１０６の出力が低レベル信号となる。これにより、選択回路１０７から、比較回路１０２の出力信号（指定信号）が選択出力される。
このとき、温度センサ１４の検知温度Ｔ２がまだ設定温度Ｔｓ２未満の状態にあれば（Ｔ２＜Ｔｓ２）、比較回路１０２の出力は低レベル信号のままである。この低レベル信号が指定信号として選択出力されることにより、サイドコイル５，６の動作が指定される。

なお、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１以上に上昇して比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わっても、比較回路１０２の出力が低レベル信号のままであれば、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）は高レベル信号のままである。よって、コイル４，５，６の動作が許容される。

このように、コイル４，５，６の動作が許容されている状態で、サイドコイル５，６の動作が指定されると、高周波発生回路７１が駆動されて、サイドコイル５，６が動作する。高周波発生回路６１は駆動されなくなり、センタコイル４の動作が停止する。こうして、サイドコイル５，６が動作することにより、ヒートローラ２の両端部が発熱して温度上昇する。

温度センサ１４の検知温度Ｔ２が設定温度Ｔｓ２以上に上昇すると（Ｔ２≧Ｔｓ２）、比較回路１０２の出力が高レベル信号に変わる。このとき、すでに、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１以上に上昇して比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わっているので、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が低レベル信号となる。これにより、コイル４，５，６の動作が禁止される。すなわち、選択回路１０７の出力（指定信号）に関係なく、高周波発生回路６１，７１の駆動が停止されて、全てのコイル４，５，６の動作が停止する。ウォーミングアップが終了する。

ウォーミングアップの終了後、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１未満に下降すると（Ｔ１＜Ｔｓ１）、比較回路１０１の出力が低レベル信号となる。これにより、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が高レベル信号となってコイル４，５，６の動作が許容される。このとき、温度センサ１４の検知温度Ｔ２がまだ設定温度Ｔｓ２以上の状態にあれば（Ｔ１≧Ｔｓ２）、比較回路１０２の出力が高レベル信号となっているので、ゲート回路１０６の出力（指定信号）が低レベル信号を維持する。これにより、選択回路１０７から、比較回路１０２の出力である高レベル信号が選択出力される。この高レベル信号が指定信号として選択出力されることにより、センタコイル４の動作が指定される。

コイル４，５，６の動作が許容され、かつセンタコイル４の動作が指定されることにより、センタコイル４が動作する。

その後、温度センサ１４の検知温度Ｔ２が設定温度Ｔｓ２未満に下降すると（Ｔ１＜Ｔｓ２）、比較回路１０２の出力が低レベル信号となる。この低レベル信号が、指定信号として選択回路１０７から選択出力されることにより、サイドコイル５，６の動作が指定される。

コイル４，５，６の動作が許容され、かつサイドコイル５，６の動作が指定されることにより、サイドコイル５，６が動作する。

こうして、センタコイル４の動作とサイドコイル５，６の動作とが交互に繰り返されることにより、ヒートローラ２の略中央部の温度Ｔ１および他端の温度Ｔ２がそれぞれ設定温度Ｔｓ１，Ｔｓ２に維持される。

以上のように、温度センサ１３，１４の検知温度に基づいて動作制御信号および指定信号を発する簡単な構成で安価な信号処理回路９４を設け、その信号処理回路９４から発せられる動作制御信号および指定信号に応じてセンタコイル４とサイドコイル５，６を選択的に駆動することにより、センタコイル４とサイドコイル５，６の交互駆動制御およびヒートローラ２の温度制御を、ＣＰＵ９０などの制御に負担をかけることなく、容易に実行することができる。簡単な構成で安価な信号処理回路９４の採用により、コストの低減が図れる。

なお、発振回路１０５から発せられるクロック信号のオン，オフデューティを５０％としたが、クロック信号のオン，オフデューティに限定はない。発振回路１０５から発せられるクロック信号のオン，オフデューティを変えることにより、センタコイル４の動作とサイドコイル５，６の動作との比率を調節することができる。比率を調節することにより、ヒートローラ２の熱容量にかかわらず、また用紙２０のサイズにかかわらず、ヒートローラ２の軸方向の温度分布を均一にすることができる。

設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２とを同じ値としたが、用紙２０のサイズなどに応じて、設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２を互いに異なる値に設定してもよい。設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２を互いに異なる値に設定することによっても、ヒートローラ２の熱容量にかかわらず、また用紙２０のサイズにかかわらず、ヒートローラ２の軸方向の温度分布を均一にすることができる。

［３］この発明の第３の実施形態を説明する。

信号処理回路９４が、図９に示すように、第１比較回路１０１、第２比較回路１０２、第１ゲート回路１０３、第２ゲート回路１０６、選択回路１０７、および第３比較回路１０８により、構成されている。

比較回路１０１は、温度センサ１３の検知温度Ｔ１に対応するレベルの電圧Ｖ１と予め定められている設定温度Ｔｓ１に対応するレベルの電圧Ｖｓ１とを比較し、Ｖ１＜Ｖｓ１（Ｔ１＜Ｔｓ１）のときに低レベル信号を出力し、Ｖ１≧Ｖｓ１（Ｔ１≧Ｔｓ１）のときに高レベル信号を出力する。

比較回路１０２は、温度センサ１４の検知温度Ｔ２に対応するレベルの電圧Ｖ２と予め定められている設定温度Ｔｓ２（＝Ｔｓ１）に対応するレベルの電圧Ｖｓ２とを比較し、Ｖ２＜Ｖｓ２（Ｔ２＜Ｔｓ２）のときに低レベル信号を出力し、Ｖ２≧Ｖｓ２（Ｔ２≧Ｔｓ２）のときに高レベル信号を出力する。

ゲート回路１０３は、比較回路１０１，１０２の出力の少なくとも一方が低レベル信号の場合に、コイル４，５，６の動作を許容するための高レベル信号を出力し、比較回路１０１，１０２の出力の両方が高レベル信号の場合にコイル４，５，６の動作を禁止するための低レベル信号を出力する。このゲート回路１０３の出力信号は、動作制御信号として、上記駆動回路５２に供給される。

比較回路１０８は、温度センサ１３の検知温度Ｔ１に対応するレベルの電圧Ｖ１と温度センサ１４の検知温度Ｔ２に対応するレベルの電圧Ｖ２とを比較し、その比較結果に応じた高レベル信号および低レベル信号を出力する。

ゲート回路１０６は、比較回路１０１，１０２の出力が共に低レベル信号の場合に、比較回路１０８の出力信号を選択するための高レベル信号を出力し、比較回路１０１，１０２の出力が共に低レベル信号でない場合に、比較回路１０２の出力信号を選択するための低レベル信号を出力する。

選択回路１０７は、比較回路１０８の出力信号が入力される第１入力端子Ａ、比較回路１０２の出力信号が入力される第２入力端子Ｂ、ゲート回路１０６の出力信号が入力される第３入力端子（選択端子）を有し、第３入力端子への入力が高レベル信号の場合に第１入力端子Ａへの入力信号（比較回路１０８の出力信号）を選択して出力し、第３入力端子への入力（ゲート回路１０６の出力信号）が低レベル信号の場合に第２入力端子Ｂへの入力信号（比較回路１０２の出力信号）を選択して出力する。この出力は、センタコイル４とサイドコイル５，６のどちらを動作させるか指定するための指定信号として、上記駆動回路５２に供給される。

つぎに、図１０を参照しながら、作用を説明する。

初めは、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１未満なので（Ｔ１＜Ｔｓ１）、比較回路１０１から低レベル信号が出力される。また、温度センサ１４の検知温度Ｔ２も設定温度Ｔｓ２未満なので（Ｔ２＜Ｔｓ２）、比較回路１０２から低レベル信号が出力される。
比較回路１０１，１０２の出力が低レベル信号であれば、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が高レベル信号となる。これにより、コイル４，５，６の動作が許容される。
また、比較回路１０１，１０２の出力が共に低レベル信号であることにより、ゲート回路１０６の出力が高レベル信号となる。ゲート回路１０６の出力が高レベル信号のとき、選択回路１０７から、比較回路１０８の出力信号（検知温度Ｔ１と検知温度Ｔ２との比較結果に応じた高レベル信号または低レベル信号）が選択出力される。高レベル信号が選択出力されるとセンタコイル４の動作が指定され、低レベル信号が選択出力されるとサイドコイル５，６の動作が指定される。

たとえば、ヒートローラ２の略中央部の温度Ｔ１がヒートローラ２の他端部の温度Ｔ２より高い場合、比較回路１０８の出力が低レベル信号となり、温度が低い側のサイドコイル５，６の動作が指定される。サイドコイル５，６の動作が指定されると、高周波発生回路７１が駆動されて、サイドコイル５，６が動作する。これにより、ヒートローラ２の両端部が発熱して温度上昇する。

ヒートローラ２の他端部の温度Ｔ２がヒートローラ２の略中央部の温度Ｔ１より高い場合、比較回路１０８の出力が高レベル信号となり、温度が低い側のセンタコイル４の動作が指定される。センタコイル４の動作が指定されると、高周波発生回路６１が駆動されて、センタコイル４が動作する。これにより、ヒートローラ２の略中央部が発熱して温度上昇する。

すなわち、センタコイル４およびサイドコイル５，６のうち、温度の低い側のコイルが優先的に動作する。

このように、センタコイル４とサイドコイル５，６が交互に動作することにより、ヒートローラ２の略中央部および両端部がそれぞれ発熱して温度上昇する。

温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１以上に上昇すると（Ｔ１≧Ｔｓ１）、比較回路１０１の出力が高レベル信号に変わる。また、温度センサ１４の検知温度Ｔ２が設定温度Ｔｓ２以上に上昇すると（Ｔ２≧Ｔｓ２）、比較回路１０２の出力が高レベル信号に変わる。比較回路１０１，１０２の出力が共に高レベル信号になると、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が低レベル信号となる。これにより、コイル４，５，６の動作が禁止される。すなわち、選択回路１０７の出力（指定信号）に関係なく、高周波発生回路６１，７１の駆動が停止されて、全てのコイル４，５，６の動作が停止する。ウォーミングアップが終了する。

ウォーミングアップの終了後、温度センサ１３の検知温度Ｔ１が設定温度Ｔｓ１未満に下降すると（Ｔ１＜Ｔｓ１）、比較回路１０１の出力が低レベル信号となる。これにより、ゲート回路１０３の出力（動作制御信号）が高レベル信号となってコイル４，５，６の動作が許容される。このとき、温度センサ１４の検知温度Ｔ２がまだ設定温度Ｔｓ２以上の状態にあれば（Ｔ１≧Ｔｓ２）、比較回路１０２の出力が高レベル信号となっているので、ゲート回路１０６の出力（指定信号）が低レベル信号を維持する。これにより、選択回路１０７から、比較回路１０２の出力である高レベル信号が選択出力される。この高レベル信号が指定信号として選択出力されることにより、センタコイル４の動作が指定される。

コイル４，５，６の動作が許容され、かつセンタコイル４の動作が指定されることにより、センタコイル４が動作する。

その後、温度センサ１４の検知温度Ｔ２が設定温度Ｔｓ２未満に下降すると（Ｔ１＜Ｔｓ２）、比較回路１０２の出力が低レベル信号となる。この低レベル信号が、指定信号として選択回路１０７から選択出力されることにより、サイドコイル５，６の動作が指定される。

コイル４，５，６の動作が許容され、かつサイドコイル５，６の動作が指定されることにより、サイドコイル５，６が動作する。

こうして、センタコイル４の動作とサイドコイル５，６の動作とが交互に繰り返されることにより、ヒートローラ２の略中央部の温度Ｔ１および他端の温度Ｔ２がそれぞれ設定温度Ｔｓ１，Ｔｓ２に維持される。

以上のように、温度センサ１３，１４の検知温度に基づいて動作制御信号および指定信号を発する簡単な構成で安価な信号処理回路９４を設け、その信号処理回路９４から発せられる動作制御信号および指定信号に応じてセンタコイル４とサイドコイル５，６を選択的に駆動することにより、センタコイル４とサイドコイル５，６の交互駆動制御およびヒートローラ２の温度制御を、ＣＰＵ９０の制御に負担をかけることなく、容易に実行することができる。簡単な構成で安価な信号処理回路９４の採用により、コストの低減が図れる。
なお、設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２とを同じ値としたが、用紙２０のサイズなどに応じて、設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２を互いに異なる値に設定してもよい。設定温度Ｔｓ１と設定温度Ｔｓ２を互いに異なる値に設定することによっても、ヒートローラ２の熱容量にかかわらず、また用紙２０のサイズにかかわらず、ヒートローラ２の軸方向の温度分布を均一にすることができる。

この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

各実施形態における定着装置の構成を示す図。 各実施形態におけるヒートローラ、各コイル、および各コアの構成を示す図。 各実施形態における画像形成装置の制御回路のブロック図。 各実施形態における定着装置の電気回路のブロック図。 第１の実施形態における信号処理回路のブロック図。 第１の実施形態における信号処理回路の動作を説明するための図。 第２の実施形態における信号処理回路のブロック図。 第２の実施形態における信号処理回路の動作を説明するための図。 第３の実施形態における信号処理回路のブロック図。 第３の実施形態における信号処理回路の動作を説明するための図。

符号の説明

１…定着装置、２…ヒートローラ、３…プレスローラ、４…センタコイル（第１コイル）、５，６…サイドコイル（第２コイル）、２０…用紙、２１…現像剤像、１３…第１温度センサ、１４…第２温度センサ、３０…メインコントローラ、３１…コントロールパネルコントローラ、３２…スキャニングコントローラ、４０…プリントコントローラ、４３…プリントエンジン、４４…シート搬送ユニット、４５…プロセスユニット、５２…駆動回路、５３…コントローラ

Claims (10)

1. 回転する加熱部材と、
   前記加熱部材を誘導加熱するための第１コイルと、
   前記加熱部材を誘導加熱するための第２コイルと、
   前記加熱部材の回転方向と直交する方向における同加熱部材の略中央部の温度Ｔ１を検知する第１温度センサと、
   前記加熱部材の回転方向と直交する方向における同加熱部材の一端部または他端部の温度Ｔ２を検知する第２温度センサと、
   前記各温度センサの検知温度に基づき、前記各コイルの動作を許容または禁止するための信号、および前記各コイルのどちらを動作させるか指定するための信号を、発する信号処理回路と、
   前記信号処理回路から発せられる各信号に応じて、前記各コイルを選択的に駆動する駆動回路と、
   を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記信号処理回路は、
   前記第１温度センサの検知温度Ｔ１と予め定められている設定温度Ｔｓとを比較する第１比較回路と、
   前記第２温度センサの検知温度Ｔ２と前記設定温度Ｔｓとを比較する第２比較回路；と、
   前記各比較回路の出力に基づいて、前記各コイルの動作を許容または禁止するための信号を出力する第１ゲート回路と、
   前記第１比較回路の出力に基づいて、前記第１コイルの動作を指定するための信号、または前記第２コイルの動作を指定するための信号、を出力する第２ゲート回路と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記信号処理回路は、
   前記第１温度センサの検知温度Ｔ１と予め定められている設定温度Ｔｓとを比較し、Ｔ１＜Ｔｓのときに低レベル信号を出力し、Ｔ１≧Ｔｓのときに高レベル信号を出力する第１比較回路と、
   前記第２温度センサの検知温度Ｔ２と前記設定温度Ｔｓとを比較し、Ｔ２＜Ｔｓのときに低レベル信号を出力し、Ｔ２≧Ｔｓのときに高レベル信号を出力する第２比較回路と、
   前記各比較回路の出力の少なくとも一方が低レベル信号の場合に、前記各コイルの動作を許容するための高レベル信号を出力し、前記各比較回路の出力の両方が高レベル信号の場合に前記各コイルの動作を禁止するための低レベル信号を出力する第１ゲート回路と、
   前記第１比較回路の出力が高レベル信号の場合に前記第１コイルの動作を指定するための高レベル信号を出力し、前記第１比較回路の出力が低レベル信号の場合に前記第２コイルの動作を指定するための低レベル信号を出力する第２ゲート回路と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記信号処理回路は、
   前記第１温度センサの検知温度Ｔ１と予め定められている設定温度Ｔｓとを比較する第１比較回路と、
   前記第２温度センサの検知温度Ｔ２と前記設定温度Ｔｓとを比較する第２比較回路と、
   前記各比較回路の出力に基づいて、前記各コイルの動作を許容または禁止するための信号を出力する第１ゲート回路と、
   クロック信号を発する発振回路と、
   前記各比較回路の出力に基づいて、前記発振回路の出力信号を選択するための信号、または前記第２比較回路の出力信号を選択するための信号、を出力する第２ゲート回路と、
   前記第２ゲート回路の出力に基づいて前記発振回路の出力信号および前記第２比較回路の出力信号のいずれか一方を選択し、選択した信号を、前記各コイルのどちらを動作させるか指定するための信号として出力する選択回路と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記信号処理回路は、
   前記第１温度センサの検知温度Ｔ１と予め定められている設定温度Ｔｓとを比較し、Ｔ１＜Ｔｓのときに低レベル信号を出力し、Ｔ１≧Ｔｓのときに高レベル信号を出力する第１比較回路と、
   前記第２温度センサの検知温度Ｔ２と前記設定温度Ｔｓとを比較し、Ｔ２＜Ｔｓのときに低レベル信号を出力し、Ｔ２≧Ｔｓのときに高レベル信号を出力する第２比較回路と、
   前記各比較回路の出力の少なくとも一方が低レベル信号の場合に、前記各コイルの動作を許容するための高レベル信号を出力し、前記各比較回路の出力の両方が高レベル信号の場合に前記各コイルの動作を禁止するための低レベル信号を出力する第１ゲート回路と、
   クロック信号を発する発振回路と、
   前記各比較回路の出力が共に低レベル信号の場合に、前記発振回路の出力信号を選択するための高レベル信号を出力し、前記各比較回路の出力が共に低レベル信号でない場合に、前記第２比較回路の出力信号を選択するための低レベル信号を出力する第２ゲート回路と、
   前記第２ゲート回路の出力が高レベル信号の場合に前記発振回路の出力信号を選択し、前記第２ゲート回路の出力が低レベル信号の場合に前記第２比較回路の出力信号を選択し、選択した信号を、前記各コイルのどちらを動作させるか指定するための信号として出力する選択回路と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 前記信号処理回路は、
   前記第１温度センサの検知温度Ｔ１と予め定められている設定温度Ｔｓとを比較する第１比較回路と、
   前記第２温度センサの検知温度Ｔ２と前記設定温度Ｔｓとを比較する第２比較回路と、
   前記各比較回路の出力に基づいて、前記各コイルの動作を許容するための信号、および前記各コイルの動作を禁止するための信号を出力する第１ゲート回路と、
   前記第１温度センサの検知温度Ｔ１と前記第２温度センサの検知温度Ｔ２とを比較する第３比較回路と、
   前記第１および第２比較回路の出力に基づいて、前記第３比較回路の出力信号を選択するための信号、または前記第２比較回路の出力信号を選択するための信号、を出力する第２ゲート回路と、
   前記第２ゲート回路の出力に基づいて前記第３比較回路の出力信号および前記第２比較回路の出力信号のいずれか一方を選択し、選択した信号を、前記各コイルのどちらを動作させるか指定するための信号として出力する選択回路と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
7. 前記信号処理回路は、
   前記第１温度センサの検知温度Ｔ１と予め定められている設定温度Ｔｓとを比較し、Ｔ１＜Ｔｓのときに低レベル信号を出力し、Ｔ１≧Ｔｓのときに高レベル信号を出力する第１比較回路と、
   前記第２温度センサの検知温度Ｔ２と前記設定温度Ｔｓとを比較し、Ｔ２＜Ｔｓのときに低レベル信号を出力し、Ｔ２≧Ｔｓのときに高レベル信号を出力する第２比較回路と、
   前記第１温度センサの検知温度Ｔ１と前記第２温度センサの検知温度Ｔ２とを比較し、その比較結果に応じた高レベル信号および低レベル信号を出力する第３比較回路と、
   前記各比較回路の出力の少なくとも一方が低レベル信号の場合に、前記各コイルの動作を許容するための高レベル信号を出力し、前記各比較回路の出力の両方が高レベル信号の場合に前記各コイルの動作を禁止するための低レベル信号を出力する第１ゲート回路と、
   前記第１および第２比較回路の出力が共に低レベル信号の場合に、前記第３比較回路の出力信号を選択するための高レベル信号を出力し、前記第１および第２比較回路の出力が共に低レベル信号でない場合に、前記第２比較回路の出力信号を選択するための低レベル信号を出力する第２ゲート回路と、
   前記第２ゲート回路の出力が高レベル信号の場合に前記第３比較回路の出力信号を選択し、前記第２ゲート回路の出力が低レベル信号の場合に前記第２比較回路の出力信号を選択し、選択した信号を、前記各コイルのどちらを動作させるか指定するための信号として出力する選択回路と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
8. 前記第１コイルから誘導加熱用の高周波磁界を発生させるための高周波電流を出力する第１高周波発生回路と、
   前記第２コイルから誘導加熱用の高周波磁界を発生させるための高周波電流を出力する第２高周波発生回路と、
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
9. 前記駆動回路は、前記信号処理回路から発せられる各信号に応じて、前記各高周波発生回路を選択的に駆動することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記加熱部材に接してその加熱部材と共に回転し、その加熱部材との間に被定着物を取込んで同被定着物に圧力を加える加圧部材、をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

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