JP3406966B2

JP3406966B2 - 像加熱装置及び制御ｉｃ

Info

Publication number: JP3406966B2
Application number: JP2001124449A
Authority: JP
Inventors: 宏真野; 実林崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2003-05-19
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JP2002023558A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気（電磁）誘導加熱
方式の像加熱装置、より詳しくは、加熱体と、加熱体に
渦電流を発生させるための磁場を形成する励磁コイル
と、を有し、加熱体の熱により記録材上の画像を加熱す
る像加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば画像の加熱定着などのため
の記録材の加熱装置、即ち、複写機・レーザービームプ
リンタ・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリン
タ・画像表示（ディスプレイ）装置・記録機等の画像形
成装置において、電子写真・静電記録・磁気記録等の適
宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等よ
り成るトナーを用いて記録材（エレクトロファックスシ
ート・静電記録シート・転写材シート・印刷紙など）の
面に直接方式もしくは間接（転写）方式で形成した目的
の画像情報に対応した顕画像（未定着のトナー画像）を
該画像を担持している記録材面に永久固着画像として加
熱定着処理する画像加熱定着装置（像加熱装置）として
は、熱ローラ方式の装置が広く用いられている。

【０００３】この熱ローラ方式の装置は互いに圧接され
て回転する加熱ローラ（定着ローラ）と加圧ローラのロ
ーラ対を基本構成とし、そのローラ対の圧接ニップ部に
未定着トナー画像を支持した記録材を導入して挟持搬送
させることで未定着画像を記録材面に加熱・加圧定着さ
せるものである。

【０００４】加熱ローラは一般にアルミ金属ローラを基
体とし、その外周に耐熱ゴムを上層としてコートし、内
部に熱源としてハロゲンヒータを配設したものであり、
熱源であるハロゲンヒータの通電電力は、該ヒータを発
熱・発光させ、その熱は輻射・対流によって加熱ローラ
の基体であるアルミ金属ローラを加熱する。ローラ基体
であるアルミ金属ローラは受けた熱をローラ全体に温度
差のないよう伝導する働きを行なう。

【０００５】このようにして一様な温度分布となったロ
ーラは、その上層にコートされた耐熱ゴムを介して記録
材上の未定着トナーを加熱・溶融させて記録材媒体に染
み込ませ定着させるものである。

【０００６】通常、熱源であるハロゲンヒータはガラス
封止した細長い棒状のハロゲンヒータを用い、これをロ
ーラ中央部の中空部に通し、ハロゲンヒータには通常、
交流電源（ライン入力電源）をスイッチング制御素子を
介して電流を流しローラを加熱する構成である。

【０００７】従って、加熱ローラ温度制御は、ローラに
近接させて配した温度検出素子、一般にサーミスタ感熱
素子によりローラ温度を検出し、交流電源とハロゲンヒ
ータ間に設けられたスイッチング素子、例えばトライア
ック等によってオン／オフ制御を行ない、目標の一定温
度が得られるように制御している。

【０００８】図１５にそのような熱ローラ方式の加熱装
置としての画像加熱定着装置の一般的な概略構成を示し
た。

【０００９】不図示の作像機構部側から搬送ベルト１３
により、未定着トナー画像を支持した、被加熱材として
の記録材１２が装置の加熱ローラ１０と加圧ローラ１１
との圧接ニップ部（定着ニップ部）へ搬送導入される。

【００１０】加熱ローラ１０と加圧ローラ１１は記録材
１２が搬送ベルト１３で搬送されてセンサ１６で検知さ
れた信号に基づいてモータ１５が駆動を始めることによ
り回転を始める。

【００１１】そして、記録材１２は加熱ローラ１０と加
圧ローラ１１の圧接ニップ部に搬送され、該ニップ部に
て加熱及び加圧を受けて排出され、センサ１７を通過す
る。その後、センサ１７の信号がオンからオフに変化
し、モータ１５の駆動が停止する。

【００１２】ニップ部での記録材１２の加熱は、加熱ロ
ーラ１０に内包させたハロゲンヒータＨに電力を供給し
て発熱させ、その熱で加熱ローラ１０が加熱されること
でなされる。

【００１３】加熱ローラ表面に接触させて設けた温度検
知素子であるサーミスタ９の抵抗値が基準値に対して一
定となるように、ハロゲンヒータＨへの通電が制御され
る。これによって加熱ローラ１０は定着に必要な温度を
保ち、良好な定着が行なえるように構成してある。

【００１４】しかしながら、加熱ローラ１０の温度を常
に定着に必要な温度に維持し続けると、消費電力が増大
し、またローラが異常加熱を起こす事があるので、上記
装置においては、ローラ停止時の温度が回転時よりも低
くなるように制御している。

【００１５】この温度制御について説明する。図１６に
上記加熱ローラ１０の温度制御回路とローラ駆動回路の
一例を示す。

【００１６】６は第１のＡ／Ｄコンバータであり、サー
ミスタ９と抵抗Ｒ１の分圧比によって得られる電圧ＶＴ
からデジタル値Ｓ１１を得るためのものである。

【００１７】２７は第２のＡ／Ｄコンバータであり、制
御目標電圧Ｖｒｅｆ１からデジタル値Ｓ１２を得るため
のものである。

【００１８】２８は第３のＡ／Ｄコンバータであり、制
御目標電圧Ｖｒｅｆ２からデジタル値Ｓ１３を得るため
のものである。

【００１９】つまり、第１のＡ／Ｄコンバータ６は加熱
ローラ１０の実際の温度検出、第２のＡ／Ｄコンバータ
２７は定着装置の基準温度の検出、第３のＡ／Ｄコンバ
ータ２８はローラ停止時の基準温度の検出を夫々行なう
ためのものである。

【００２０】第１のＡ／Ｄコンバータ６、第２のＡ／Ｄ
コンバータ２７、第３のＡ／Ｄコンバータ２８の夫々に
よって出力されるデジタル値Ｓ１１・Ｓ１２・Ｓ１３は
制御部２１に入力される。

【００２１】該制御部２１は表１に示す様に、センサ１
６・１７の入力に従い、制御信号Ｓ１１によってモータ
１５をオン・オフ制御し、また上記デジタル値Ｓ１２・
Ｓ１３を随時選択して入力することにより、ハロゲンヒ
ータＨのオン・オフ制御を行なっている。

【００２２】ハロゲンヒータＨの制御は電力通電パター
ン発生器３を介して行なわれる。該電力通電パターン発
生器３は、制御部２１の通電パターン信号Ｓ３に基づい
てヒータ制御信号Ｓ４をヒータ駆動回路４に出力し、該
ヒータ駆動回路４はハロゲンヒータＨをヒータ制御信号
Ｓ５に基づいて交流駆動する。

【００２３】

【表１】次に、以上のような制御回路に於ける動作について説明
する。先ず、装置に記録材１２が搬送されてこないとき
は、センサ１６及び１７はオフ状態であり、制御部２１
は表１に示すようにモータ１５の制御信号Ｓ１０をオフ
にして、第２のＡ／Ｄコンバータ２７からの信号Ｓ１２
を基準として温度制御を行なう。

【００２４】信号Ｓ１２は、記録材１２の定着に適した
温度より一定の低い温度に対応した制御目標電圧Ｖｒｅ
ｆ１のデジタル値であり、これにより加熱ローラ１０の
温度は図１７に示すように温度Ｔ１に保たれる。

【００２５】また、装置に記録材が搬送されてくると、
最初にセンサ１６がオンになるが、制御部２１は表１に
示すようにモータ１５への信号Ｓ１０をオンにし、第３
のＡ／Ｄコンバータ２８からの信号Ｓ１３を基準にし
て、温度制御を行なう。

【００２６】この信号Ｓ１３は定着に適した温度に対応
した制御目標電圧Ｖｒｅｆ２のデジタル値であり、これ
により加熱ローラ１０の温度は図１７に示すように温度
Ｔ２となる。

【００２７】更に、センサ１６あるいはセンサ１７がオ
ンの間は、記録材がローラ付近にあるため、制御部２１
は表１に示すようにモータ１５への信号Ｓ１０をオン
し、第３のＡ／Ｄコンバータ２８からの信号Ｓ１３を基
準にする。これにより加熱ローラ１０の温度は上記Ｔ２
を維持し、良好な定着が実現される。

【００２８】以上の動作を図１８のフローチャートに基
づいて説明する。先ず、センサ１６及び１７の状態を判
断し（ステップ２０１）、センサ１６あるいはセンサ１
７の何れかがオン、または両センサがオンの時にはモー
タ１５への信号Ｓ１０をオンにする（ステップ２０１〜
２０２）。

【００２９】そして、温度制御の基準となる信号として
Ｓ１３を選択する（ステップ２０３）。

【００３０】一方、上記センサ１６及び１７の何れもが
オフの場合には、モータ１５への信号Ｓ１０をオフし
（ステップ２０１〜２０４）、温度制御の基準となる信
号としてＳ１２を選択する（ステップ２０５）。

【００３１】以上の様に温度制御の基準信号を選択した
後は、選択された信号を基準にして温度制御を行なう
（ステップ２０６）。

【００３２】しかしながら、上述従来例の熱ローラ方式
の加熱装置は、加熱ローラ１０はその内包する棒状ハロ
ゲンヒータＨによって加熱される構成の為、その制御方
式は交流電源とヒータ間に設けられたスイッチング制御
素子、例えばトライアック等によってオン／オフ制御す
る方式を採る。

【００３３】従って、このような構成を行うと、まず、
電源投入時に加熱ローラ１０が目標温度よりも低いた
め、制御回路はスイッチング素子をオンにし、最大電力
を供給する構成を行う。

【００３４】このような制御を行うと、温度制御フィー
ドバック回路は、目標温度に対して検出値が低い間は全
てトライアックがオンの状態である為、温度が上昇して
目標温度近辺に到達した状態に成ったとしても、制御回
路はスイッチング制御素子をオンホールドしたままなの
で、立ち上げ時と同じ最大電力を供給し続ける。

【００３５】このような制御系は温度が目標温度に到達
した時点でスイッチをオフしたとしても、それまでに供
給した大電力の為、目標温度を遥かに越えオーバーシュ
ートを発生してしまう。このようなオーバーシュートは
上記の様な簡素な制御手段を行った場合には、目標温度
の約５％程度は発生してしまうことが報告されている。

【００３６】仮に５％のオーバーシュート（温度にして
７〜８度程度）は通常の電子写真プロセスでは余り問題
とは成らないものの、例えば、カラー電子写真プロセス
では、その構成上定着装置によって各色トナーの混合発
色が行われる為、画質の大きなファクタであることが確
認されており、正確な温度制御を行うことは必須な技術
課題である。

【００３７】また、高温のハロゲンヒータＨを用いてい
る為、これをローラ内に支持・固定する構成を行う際
に、高温の支持部材と断熱を的確に行うことが要求さ
れ、高額で高精度な設計となる。

【００３８】ここで、温度のオーバーシュートについて
は、例えば、温度センサからの温度情報から周知のＰＩ
Ｄ制御方式の演算によって、その制御量を求め、求めた
結果をスイッチング素子の導通時間として求めれば、事
実上、オーバーシュートは防げるものと考えられる。

【００３９】ところが、上記の様な定着装置はその構成
上、ヒータＨは熱を伝えたい加熱ローラの基体ローラ金
属からかなり離れた中央部に配置される構成上、ローラ
に到達するまでの熱抵抗及びローラの有する熱容量によ
って、その熱モデルは非常に複雑な構成となり、解析も
困難なものに成ってしまう。少なくとも、単純な一次伝
達のレベルではない。

【００４０】このことは、ヒータ→ヒータガラス管→管
内空間（放射、対流）→ローラ基体→耐熱ゴムといった
経路を介して被加熱材としての記録材に熱を導く構成で
あり、特に、熱の一時蓄熱系が複数（ローラ基体及び耐
熱ゴム）存在していることに起因するものと考えられ
る。

【００４１】以上の構成で加熱ローラ表面の温度検出に
より温度制御を行なった場合、ローラ表面に熱が伝導す
るまでの伝達関数の為、ヒータとローラ表面温度は数百
度の温度差を生じながらオン／オフを繰り返し、結果と
してローラ表面温度を一定に保つ様な制御が行われてい
る。

【００４２】このようなモデルで制御が成立しているの
は、一巡の熱伝達経路、ヒータ→ヒータガラス管→管内
空間（放射、対流）→ローラ基体→耐熱ゴムが充分な時
間積分機能を果たし、その結果として、入力電力を比較
的時間レベルで緩慢な制御を行っても、一定な温度が得
られる様に動作した結果である。

【００４３】ところが、上記の様な制御対象について、
理想的な温度制御を行うことをするには通常の通紙して
ない時のモデル、通紙中、紙質、周囲温度、その他温度
に絡む様々なファクタによって、制御方法を都度変更す
る必要が生じてしまう。即ち、プリント中、スタンバイ
中、紙質制御、周囲温度といった条件を常にセンシング
し、制御パラメータを操作しながら複雑な制御をしなく
っては、高精度な制御を行うことができないといった技
術課題があった。

【００４４】また、基本的にオン／オフ制御であるた
め、ローラの蓄熱系とヒータ電力、及び設定温度の関係
の整合性がとれない場合、温度リップルの抑制が期待で
きない。

【００４５】一方、磁気誘導加熱方式の加熱装置もあ
る。特公平５−９０２７号公報には、磁束により加熱部
材としての加熱ローラ（定着ローラ）に渦電流（うず電
流）を発生させジュール熱により発熱させることが提案
されている。

【００４６】このように渦電流の発生を利用することで
発熱位置をトナーに近くすることができ、ハロゲンラン
プを用いた熱ローラ方式に比べウォームアップ時間の短
縮が達成できる。

【００４７】また本発明者等は、加熱体と、該加熱体に
密着して移動する耐熱性フィルム（耐熱カーボン材な
ど）を有し、このフィルムを介して被加熱材を加熱体に
密着させてフィルムと一緒に加熱体位置を移動させ加熱
体の熱エネルギーをフィルムを介して被加熱材に付与す
るフィルム加熱方式の加熱装置であり、その加熱体を磁
性金属部材（誘導磁性材、磁界吸収導電材、導電部材）
と磁界発生線輪で構成し、磁界発生線輪に高周波スイッ
チング電流を印加し、発生高周波磁界を磁性金属部材に
磁気結合させ、磁気が及ぼす渦電流損によって磁性金属
部材を発熱させ、その熱をフィルムを介し被加熱材に熱
伝達させるようにした磁気誘導加熱方式・フィルム加熱
方式の加熱装置の研究を行なってきた。

【００４８】また、加熱部材としてのフィルム自体を磁
性金属部材にしてこれを磁気誘導加熱で発熱させること
で、フィルムが熱抵抗とならないようにして熱効率を向
上させた磁気誘導加熱方式・フィルム加熱方式の加熱装
置の研究を行なってきた。

【００４９】これは磁界発生手段、例えば磁性体である
芯材（コア）を励磁コイルを組み合わせることによって
発生する磁場を励磁回路で変化させる。即ちコイルに高
周波を加えてその発生磁場の中を移動する磁性金属部材
としてのフィルムに磁界が発生消滅を繰り返すようにし
てフィルムの中の磁性金属層に渦電流を発生させるもの
である。この渦電流が磁性金属層の電気抵抗によって熱
（ジュール熱）に変換し、結果的に被加熱材に密着する
加熱部材としてのフィルムのみが発熱する加熱装置であ
り、熱効率が優れている。

【００５０】即ち、変動する磁界が導体中を横切ると
き、その磁界の変化を妨げる磁界を発生させるようにフ
ィルムの磁性金属部材（導電層）には渦電流が発生す
る。この渦電流がフィルムの磁性金属部材の表皮抵抗に
より、表皮抵抗に比例した電力でフィルムの磁性金属部
材を発熱させる。

【００５１】このように加熱部材としてのフィルムの表
層近くを直接発熱させるので、フィルム基層の熱伝導
率、熱容量によらず急速に加熱できる利点がある。ま
た、フィルムの厚さにも依存しない急速加熱が実現でき
る。

【００５２】これにより省エネルギー・クイックスター
ト性を損なうことなく、フィルム基層の高剛性の厚膜化
を図り、耐久性・高速化に対処することが可能である。

【００５３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特に、上記
後者の磁気誘導加熱方式の像加熱装置について、高信頼
性の装置を提供することを目的としている。

【００５４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする像加熱装置及び制御ＩＣである。

【００５５】（１）加熱体と、加熱体に渦電流を発生さ
せるための磁場を形成する励磁コイルと、を有し、加熱
体の熱により記録材上の画像を加熱する像加熱装置にお
いて、ａ．上記励磁コイルを有する共振回路で発生するフライ
バック電圧のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段
と、ｂ．上記加熱体の温度を検知する温度検知手段と、ｃ．商用交流電源を整流する整流回路と、ｄ．前記整流回路の出力を用いて、前記商用交流電源の
周波数よりも高い周波数の高周波電流を前記励磁コイル
に導通させるためのスイッチング素子と、ｅ．前記スイッチング素子に印加されるパルス信号を発
生するパルス信号発生回路とを備え、前記パルス信号発
生回路は、コンデンサを有し、前記ゼロクロス検知手段
の出力を起動信号として出力レベルが変化する第１レベ
ル信号を発生する第１レベル信号発生回路と、前記温度
検知手段の検知温度に基づいたレベルの第２レベル信号
を発生する第２レベル信号発生回路と、前記第１レベル
信号と前記第２レベル信号とをレベル比較することによ
り、前記スイッチング素子に印加されるパルス信号を発
生する比較回路とを有することを特徴とする像加熱装
置。

【００５６】（２）上記装置は更に、上記フライバック
電圧に基づいて上記励磁コイル又は加熱体の異常を検出
する異常検出手段を有することを特徴とする（１）に記
載の像加熱装置。

【００５７】（３）上記第２レベル信号発生回路は前記
温度検知手段の検知温度に応じたレベルと、目標温度に
応じたレベルとを比較して比較結果を前記第２レベル信
号として出力する誤差増幅器をすることを特徴とする
（１）に記載の像加熱装置。（４）上記パルス信号発生回路は制御ＩＣとして構成さ
れることを特徴とする（１）に記載の像加熱装置。（５）加熱体と、加熱体に渦電流を発生させるための磁
場を形成する励磁コイルと、上記励磁コイルを有する共
振回路で発生するフライバック電圧のゼロクロスを検知
するゼロクロス検知手段と、上記加熱体の温度を検知す
る温度検知手段と、商用交流電源を整流する整流回路
と、前記整流回路の出力を用いて、前記商用交流電源の
周波数よりも高い周波数の高周波電流を前記励磁コイル
に導通させるためのスイッチング素子とを有し、加熱体
の熱により記録材上の画像を加熱する像加熱装置に使用
され、前記スイッチング素子に印加されるパルス信号を
発生する制御ＩＣにおいて、コンデンサを有し、前記ゼ
ロクロス検知手段の出力を起動信号として出力レベルが
変化する第１レベル信号を発生する第１レベル信号発生
回路と、前記温度検知手段の検知温度に基づいたレベル
の第２レベル信号を発生する第２レベル信号発生回路
と、前記第１レベル信号と前記第２レベル信号とをレベ
ル比較することにより、前記スイッチング素子に印加さ
れるパルス信号を発生する比較回路とを有することを特
徴とする制御ＩＣ。（６）上記第２レベル信号発生回路は前記温度検知手段
の検知温度に応じたレベルと、目標温度に応じたレベル
とを比較して比較結果を前記第２レベル信号として出力
する誤差増幅器をすることを特徴とする（５）に記載の
制御ＩＣ。

【００５８】

【作用】上記本発明によれば、磁気誘導加熱方式の像加
熱装置について、励磁コイルへの通電開始をフライバッ
ク電圧のゼロクロス検知に応じて行うので、スイッチン
グ素子の破損を確実に防止でき、高信頼性の装置を提供
できる。

【００５９】

【実施例】〈実施例１〉（図１〜図７）（１）装置の全体的概略構成図１は本実施例の加熱装置としての、磁気誘導加熱方式
・フィルム加熱方式の画像加熱定着装置（像加熱装置）
の一例の概略構成の側面図、図２は装置の斜視図であ
る。

【００６０】この装置は特開平４−４４０７５〜４４０
８３号公報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報
等に開示の所謂テンションレスタイプの装置である。こ
のテンションレスタイプの装置は、耐熱性フィルム（定
着フィルム）としてエンドレスベルト状もしくは円筒状
のものを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部は常
にテンションフリー（テンションが加わらない状態）と
し、フィルムは加圧部材の回転駆動力で回転駆動するよ
うにした装置である。

【００６１】１はエンドレス（円筒状）の耐熱性フィル
ムであり、後述するように界磁（励磁）コイルユニット
６と、加熱部である磁性金属部材（以下、加熱体金属と
記す）７からなる磁気誘導加熱構造体である加熱体５を
含むフィルム内面ガイド（ステー）３に外嵌させてあ
る。

【００６２】このエンドレスの耐熱性フィルム１の内周
長と加熱体５を含むガイド３の外周長はフィルム１の方
を例えば３ｍｍ程大きくしてあり、従ってフィルム１は
ガイド３に対し周長が余裕をもってルーズに外嵌してい
る。

【００６３】フィルム１は熱容量を小さくしてクイック
スタート性を向上させるために、フィルム膜厚は１００
μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱
性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの等の単層フィル
ム、或いはホリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、
ＰＥＳ、ＰＰＳ等のフィルムの外周表面にＰＴＦＥ、Ｐ
ＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使
用できる。

【００６４】加熱体５はその加熱部である加熱体金属７
側を下向きに露呈させ、熱硬化性樹脂等より形成された
剛性・耐熱性を有する横断面略半円樋型のフィルム内面
ガイド３の下面の略中央部にガイド長手に沿って嵌め込
み的に取り付け保持させてある。

【００６５】２は加熱体５との間にフィルム１を挟んで
圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成し、且つフィル
ム１を回転駆動させる加圧部材としての加圧ローラであ
る（加圧部材駆動方式）。

【００６６】加圧ローラ２は、芯金２ａと、シリコーン
ゴム等の離型性の良い耐熱ゴム層２ｂよりなり、不図示
の軸受手段・付勢手段により所定の押圧力を持ってフィ
ルム１を挟ませて加熱体５の加熱体金属７の下面に圧接
させて配設してある。そして駆動手段Ｍにより矢示の反
時計方向に回転駆動される。

【００６７】この加圧ローラ２の回転駆動による該ロー
ラとフィルム外面との摩擦力でフィルム１に回転力が作
用して、該フィルム１が加熱体５の加熱体金属７の下面
に密着して摺動回転する。

【００６８】而して、加熱体５の温度が所定に立ち上が
り、かつ加圧ローラ２の回転によるフィルム１の回転周
速度が定常化した状態において、フィルム１を挟んで加
熱体５と加圧ローラ２とで形成される圧接ニップ部Ｎの
フィルム１と加圧ローラ２との間に被加熱材としての画
像定着すべき記録材１２が不図示の画像形成部より導入
されてフィルム１と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送さ
れることにより加熱体５の加熱体金属７の熱がフィルム
２を介して記録材１２に付与され、記録材１２上の未定
着トナー像Ｔが記録材１２面に加熱定着されるものであ
る。圧接ニップ部Ｎを通った記録材１２はフィルム１の
面から分離されて搬送される。

【００６９】画像加熱定着装置に限らず、例えば画像を
担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する装
置、仮定着する装置等、その他、広くシート状の被加熱
材を加熱処理する手段・装置として使用できる。

【００７０】（２）加熱体５加熱体５は、界磁コイルユニット６と、加熱部である加
熱体金属７からなる磁気誘導加熱構造体である。この加
熱体５は装置に通紙される被加熱材としての記録材１２
の最大幅、あるいはそれよりも長い長さ寸法の横長部材
である。

【００７１】界磁コイルユニット６は様々な構成が考え
られるが、本実施例では図３のように５組の加熱界磁
（励磁）コイル１００〜１０４を直列接続している。１
０５は温度検出用界磁コイルであり、これについては後
述する。図２において２０は界磁コイルユニット６の上
記コイル１００〜１０５に高周波電流を供給するための
高周波コンバータである。

【００７２】高周波コンバータ２０より発生する高周波
電流が界磁コイル１００〜１０４に印加されると、対向
面にある、界磁コイルユニット６の下側の加熱体金属７
に高周波磁界が作用する。

【００７３】高周波磁界は加熱体金属７に印加される
と、その磁束は起磁力を与えるコイル中央部から始ま
り、コイル中央部に戻ってくる一巡ループで最小限の磁
気抵抗のルートを形成する。即ち、空間（μ₀）や非磁
性金属部分を最小に辿る経路を形成する。従って、図３
には示さなかったが、内部には、磁気回路、即ち、効率
よく磁束が加熱体金属７に結合し、貫通するような高透
磁率材による磁路を形成している。

【００７４】而して、界磁コイルユニット６の界磁コイ
ル１００〜１０４からの発生高周波磁界を加熱体金属７
に磁気結合させ、磁気が及ぼす渦電流損によって加熱体
金属７を加熱し、該加熱体金属７の発熱により被加熱材
としての記録材１２が該加熱体金属７に密着移動する耐
熱性フィルム１を介して加熱される。

【００７５】（３）温度制御系このような構成でのモデルに対して、高周波コンバータ
２０がスイッチング電力を供給している様子を図４に示
す。図に於いて、ラインから入力される商用交流電流は
整流器（整流ブリッジ）２００により両波整流され、界
磁コイルの一端に供給される。供給された電源をコイル
の他端に接続したスイッチング半導体（ＦＥＴ）２０１
より高周波スイッチングを行う。

【００７６】また加熱体金属７は、上記説明したような
磁気結合が形成されているので、丁度電源のスイッチン
グトランスと同じ等価回路で示すことができる。その様
子を更に詳細に示したものが図５である。図５において
２０６は制御ＩＣであり、動作説明を行うために回路構
成の一部を示した。

【００７７】界磁コイルユニット６の温度検出用コイル
１０５に対向する加熱体金属７の面部分には銅の金属リ
ング（銅環）１０６（図３）を埋めこんである。この銅
リング１０６にコイル１０５からの磁束が結合すると、
銅リング１０６の内部に渦電流が生じ、その電圧をコイ
ル１０５の電圧降下として検出することが可能である。

【００７８】温度検出コイル１０５で電圧検出（計測）
する回路Ａを図４に示した。コイル１０５に対し交流サ
イン波定電流を印加し、その結果コイル１０５に生じる
電圧降下を波形整流回路によって直流電圧として検出す
る。

【００７９】検出された電圧は後述する温度基準に相当
する基準電圧と比較増幅されて誤差信号が制御ＩＣ２０
６の制御信号として入力され、その結果制御ＩＣ２０６
は加熱界磁コイル１００〜１０４に印加している波形
（スイッチングデューテイ、周波数等）を変化させ、供
給電力を制御して加熱体金属７の温度を一定にするよう
に動作するものである。

【００８０】図５によりより詳しく説明すると、加熱体
金属７は加熱界磁コイル１００〜１０４により励磁加熱
される。励磁された加熱体金属７の発生温度は図３で示
した温度検出用界磁コイル１０５の対向面にある銅リン
グ１０６、即ち図５に示した抵抗体２０５の電流による
電圧降下と比例する。

【００８１】そこで、交流電圧２０７の電圧をコンプリ
メンタリ接続された一対のトランジスタ２０８・２０９
により充分に振幅を増幅した後、直流分をカットするカ
ップリングコンデンサ２１０を介し、コイル２１１によ
って定電流化を行った後、温度検出用界磁コイル１０５
に供給される。

【００８２】このコイル１０５の磁界は加熱体金属７の
表面に取り付けてある銅リング１０６と結合して環電流
を流す。この環電流に必要な超電力はコイル１０５から
供給されているため、コイル１０５を上記説明の如き定
電流駆動すると、その電圧降下に相当する電圧値をコイ
ル１０５の両端に発生する。

【００８３】そこで、コイル１０５の電圧をオペアンプ
２１５による整流回路により整流及びピーク充電して直
流電圧変換する。

【００８４】この変換された直流電圧は加熱体金属７の
銅リング１０６により発生した電圧降下であるので、即
ち、加熱体金属７の温度によって銅の抵抗率が変化すれ
ば比例して得られる電圧情報である。

【００８５】銅の温度に対する抵抗率の変化は次に示す
関係で成立している。

【００８６】Ｒ＝Ｒ₁（１＋（ｔ−ｔ₂）／（２３４．５＋ｔ₁））Ｒ：温度ｔでの銅抵抗値（Ω）Ｒ₁：温度ｔ₁での銅抵抗値（Ω）ｔ：銅の温度（℃）ｔ₁：銅の温度（℃）ｔ₂：周囲温度（℃）上記界磁コイル１０５は定電流駆動されていることから
電圧降下で表現して、Ｖ＝Ｖ₁（１＋（ｔ−ｔ_a）／（２３４．５＋ｔ₁））Ｖ：温度ｔでの電圧降下（Ｖ）Ｖ₁：温度ｔ₁での電圧降下（Ｖ）としても、その本質を変えるものでは無く、全く等価で
ある。

【００８７】そこで、既知温度（ｔ₁）における検出電
圧（Ｖ₁）を計測することにより一義的に加熱体金属温
度（＝ｔ）を電圧降下の検出値（Ｖ）により知ることが
可能である。

【００８８】従って、上記検出電圧を端子３１に温度と
して入力すると、目標温度２１８と比較増幅されてコン
パレータ３２により電圧入力に応じたパルス幅変調が行
われる。このパルス幅変調は加熱界磁コイル１００〜１
０４をスイッチングドライブしているＦＥＴ２０１のゲ
ートをドライブしており、その供給電力（スイッチング
波形）を可変する。

【００８９】以上のような構成によって、界磁コイルの
駆動波形（高周波）変調によって制御するように構成し
ているので、対象温度の領域から見れば、リニアな温度
制御を達成したことと成る。

【００９０】ここに、リニアな制御を重要な機能と促え
る理由としては、熱ローラ方式定着装置は従来例でも述
べた如く、高電力のハロゲンヒータを、目標値温度に対
して規定温度を越えたかどうかにより、ＯＮ／ＯＦＦ制
御（商用交流の１／２周期単位の制御）することによ
り、規定温度に導く構成を取っていた。例え、その温度
の上昇率やオーバーシュートを管理し、複雑にスイッチ
ング状態を変化させたとしても、加熱体が有する熱容量
による伝達要素によって定まる温度リップルは無くすこ
とは不可能である。従い、高周波レベルでのスイッチン
グ状態の波形制御による温度制御は上記問題解決として
有効に働く。

【００９１】また、誤差増幅器２２６に取り付けた抵抗
２１９及びコンデンサ２２０は検出電圧（温度）を位相
補正し、また、オペアンプとの組み合わせで比例積分動
作を行っているため、誤差検出された信号は目標温度に
対し最適で、高速なループ制御を果たす。従って、従来
の様なＣＰＵを介した制御を必ずしも必要とせず従来の
構成よりも高精度に温度収束（図７）の可能なシステム
が実現できる。

【００９２】上記構成での動作波形を図６に示す。２５
０は商用交流電源波形、２５１は整流ブリッジ２００を
介して出力される波形、２５２は整流波形２５１をスイ
ッチング制御素子（ＦＥＴ）２０１で高周波スイッチン
グした時のフライバック波形を示す。２５３は整流リッ
プの中で高い電圧の所でのスイッチング状態波形を示し
たものである。

【００９３】このように入力電圧波形（商用交流電圧）
の電圧の値に応じて、スイッチング周期を変調している
のは、電源の入力電流波形の力率を向上させる為に極
力、サイン波電流を流す目的である。

【００９４】この目的を果たすために、図５で示した抵
抗２２１・２２２で分割した電圧をモニターし、その電
圧に応じて、発振周波数を決定しているコンデンサ３５
及び放電電流を規定している抵抗３４に対し制御を加え
る構成を有している。

【００９５】界磁コイルの一端に入力された整流波リッ
プル電圧は、高周波スイッチング素子２０１でスイッチ
ング制御を行うと、界磁巻線の励磁インダクタンスに電
力を磁気として蓄積すると共に、負荷に相当する加熱体
金属７に磁気結合し、磁気による渦電流が流れ、金属の
有する抵抗損によりジュール熱を発生し、結果として加
熱体金属７を加熱する。

【００９６】以上説明した様に、発熱体がフィルム１が
直接接触する加熱体金属７自身であるため、熱源からの
熱伝達モデルがきわめて単調な構成が実現可能であり、
誘導コイルによる銅環１０６の電圧降下検出値をそのま
ま、オペアンプで構成するフィードバック制御を行うの
で、図７の如きオーバーシュートのない安定した定着温
度を得ると共に、加熱体に温度検出素子を配線すること
なく、加熱体周辺を簡素（配線のない）な構成とする事
が可能である。

【００９７】（４）安全回路この様に、磁気誘導加熱方式を用いた、直接加熱方式で
ある事と、直接加熱された加熱体金属を特にフィルム状
の金属とした場合、その比熱の低さから極めて短時間に
急速な温度上昇を示す。

【００９８】従って、この急速な温度上昇に追従する温
度検出系の性能要求と共に必要不可欠となってくるのが
過熱防止の安全回路である。

【００９９】機器はどのような事態、例えば、入力電圧
に不適正な過大電圧が入力された場合や、更に定着部の
界磁コイルの機械的破損（割れ、ヒビ、異物の磁路への
混入等）等使う立場でのトラブルがあったとした際にも
決して、一定の温度を越える事なく安全（特に、火災安
全性）は機器にとって絶対不可欠な条件となる。

【０１００】図５の回路に於いて、ＦＥＴのドレイン電
圧、即ち励磁コイルの一端を検出しゼロクロス検出回路
２２３でフライバック電圧波形のゼロクロスを検出し、
検出されたタイミングを同期信号として、温度検出で得
られた温度情報に応じたオン幅制御回路の起動信号とし
てタイミング発生回路のコンデンサを充放電制御して回
路をフライバック波形に同期させてスイッチングさせて
いる。

【０１０１】図６において、２５４は上記した例えば、
入力電圧に不適正な過大電圧が入力された場合や、更に
定着部の界磁コイルの機械的破損（割れ、ヒビ、異物の
磁路への混入等）等使う立場でのトラブルがあったとし
た場合に考えられる波形を示したもので、オン時間幅は
温度検出電圧により決定される幅で、オフ幅即ちフライ
バック波形はコイルのインダクタンスと共振コンデンサ
により一義的に定まる周期で周知の

【０１０２】

【外１】である。２５５は界磁コイルに流れる電流波形である。

【０１０３】従って、上記なんらかの原因で磁気回路の
破断、異物混入等により不都合が生じた際には回路が同
期している関係上その周期、電流波形を監視することに
より達成出来る。

【０１０４】そこで、図５の電流検出回路２２４の信号
に異常判断として、予め定められた値と比較する基準電
圧を入力しておき、過電流検出し、又温度情報、及びフ
ライバック検出波形からのゼロクロスと、タイマー等に
よる周期情報として計測し、以上の情報を異常判定回路
２２５に各々入力し、異常判定を行う。

【０１０５】ここでの判断方法の例としては、１．周期が高周期である２．電流値がオーバーしている３．温度センサの検出値が規定値を越えている更に、組
み合わせ判定として４．温度上昇が少ないが、電流が多い等がある。

【０１０６】以上の現象は何れについても誘導加熱部の
磁気回路、または、温度検出系の異常を示すものであ
り、即時にコンバータ停止させると共に、その情報をシ
ーケンスコントローラに送出し、未然に制御回路をスト
ップさせ、安全を確保する事を可能とした。

【０１０７】また、加熱体金属７としての磁性体には透
磁率の温度依存性があり、キュリー温度（磁性を損なう
温度）が、例えば、フェライトであれば約２３０℃、ま
たパーマロイ金属では約４５０℃である。このことは、
どのような不測の事態が生じたとしても、それ以下の温
度でしか磁束を発生しないので、ヒータを用いたシステ
ムと比較した際に、極めて安全な加熱手段を提供するこ
とがすることが可能である。

【０１０８】〈実施例２〉（図８〜図１１）図８〜図１１は第２の実施例を説明するものである。

【０１０９】図８の制御回路は前述実施例１の図５の回
路とほぼ同様である。３００は例えば本装置であるプリ
ンタのプリントシーケンス処理を行っている処理ＣＰ
Ｕ、３０１は処理ＣＰＵに接続された温度センサであ
る。

【０１１０】例えば電子写真方式を用いたプリンタ装置
では、トナー及び感光体ドラムの帯電処理によって画像
再現する構成の関係から、その特性は周囲環境に大きく
特性が左右される。当然の事として、環境変動に対して
は部品の精度、規格値のラチチュード等により厳しく管
理することで克服することは可能であるが、多色プリン
タ等では、その制御パラメータが余りに多く、高画質処
理の要望から温湿度センサを取り付ける例が多い。この
ような温湿度センサからのデータをもとに、温度検出回
路の目標電圧（定着温度）とセンサの校正を行う様校正
したものである。

【０１１１】図９にその定着温度の制御処理内容をフロ
ー図で示した。まず定着装置の加熱は行っていないもの
として装置の電源投入後、周囲温度計測を環境温度セン
サ３０１で行ない計測温度をｔ１とする。この時、温
度基準電圧はＣＰＵ３００から、制御回路に対しては０
Ｖを指示しているものとする。即ち、加熱界磁コイル１
００〜１０４には電流は流れない。次に、検出回路（Ｏ
ＰＡＭＰ２１５）からの出力電圧をＣＰＵポートで読み
込み、その電圧をＶ１とする。計測値Ｖ１、ｔ１からＶ＝Ｖ₁（１＋（ｔ−ｔ_a）／（２３４．５＋ｔ₁））により定着目標温度ｔとして目標基準電圧を求める。例
えば、計測値ｔ：１６０℃、Ｖ１：２．５Ｖ、ｔ１：２
５℃とすると、上式からｖ＝２．５（１＋（１６０−２５）／（２３４．５＋２
５））＝３．８［Ｖ］として求められる。

【０１１２】図１０に上記条件での定着温度と検出電圧
の関係を示した。即ち、制御回路の基準電圧として３．
８ＶをＣＰＵから供給、設定することにより、加熱体金
属７は目標温度１６０℃に向かって急速に加熱を開始す
る。

【０１１３】加熱体は逐次銅環１０６の電圧降下モニタ
ー回路の電圧値（加熱体金属の温度）と比較増幅され、
加熱界磁コイル１００〜１０４をスイッチングしている
ＦＥＴ２０１のゲート波形を制御し目標温度に導く。

【０１１４】以上の様な動作により外部回路は、特別複
雑な制御を行うことなく高速で、またオーバーシュート
の無い立ち上がりが実現できるものである。

【０１１５】以上説明した中では銅環１０６の電圧降下
を主体に説明してきたが、銅に限るものではなく抵抗率
温度係数が明確なものであれば、本方式は全て有効であ
る。また、考え易く説明を進める上で銅金属を環状とし
たが、板金であっても全く同様に検出できる。

【０１１６】このように検出した温度の値に基づき、図
８の回路に於いて、ＦＥＴ２０１のドレイン電圧、即
ち、励磁コイルの一端を検出しゼロクロス検出回路２１
９でフライバック電圧波形のゼロクロスを検出し、電流
検出回路２２０の信号に異常判断として、予め定められ
た値と比較する基準電圧を入力しておき、過電流検出
し、またフライバック検出波形からのゼロクロスと、タ
イマー等による周期情報として計測し、以上の情報をＣ
ＰＵ３００に各々入力し、異常判定を行う。

【０１１７】ここでの判断方法の例としては、１．周期が高周期である２．電流値がオーバーしている３．温度センサの検出値が規定値を越えている更に、組
み合わせ判定として４．温度上昇が少ないが、電流が多い等がある。

【０１１８】以上の現象は何れについても誘導加熱部の
磁気回路、または、温度検出系の異常を示すものであ
り、即時にコンバータ停止させると共に、その情報をシ
ーケンスコントローラに送出し、未然に制御回路をスト
ップさせ、安全を確保することが必要不可欠である。図
１１に異常判定の制御フローを示した。

【０１１９】〈実施例３〉（図１２）図１２は本実施例装置の概略の構成模型図である。本例
装置は前述実施例１又は図２の装置におけるフィルム自
体を磁性金属部材（磁性金属層を設けたフィルム部材、
それ自体を磁性金属材料で構成したフィルム部材、以下
磁性金属フィルムと記す）にして磁気誘導加熱により発
熱させ、これに密着させた被加熱材を加熱する構成の装
置である。

【０１２０】６はＥ型芯材（コア、磁性材）に励磁コイ
ルを巻き付けてなる磁界発生手段としての界磁コイルユ
ニットであり、磁性金属フィルム１Ａ・記録材（被加熱
材）１２の搬送（移動）方向と交差（直交）する方向を
長手とする横長部材である。

【０１２１】３・３は上記界磁コイルユニット６を支持
し、磁性金属フィルム１Ａの走行を保つためのステーで
あり、液晶ポリマー・フェノール樹脂等で構成され、フ
ィルムと接触する部分に摺擦板が張り付けられている。

【０１２２】このステー３・３は界磁コイルユニット６
のＥ型芯材の３本足側を下向きにして、その長手両側を
挟み込むように配設された横長部材である。

【０１２３】４は界磁コイルユニット６のＥ型芯材の下
向き面に設けたフィルム摺動板（滑板）であり、磁性金
属フィルム１Ａとの摩擦抵抗の少ないガラス等である。
更にその表面にグリース・オイル等の潤滑材を塗布する
ことが好ましい。あるいは界磁コイルユニット６の芯材
で平滑な面としてフィルム摺動部を構成しても良い。

【０１２４】上記の界磁コイルユニット６・ステー３・
フィルム摺動板４等からなるアセンブリ（磁気誘導加熱
構造体）の外側にエンドレス状（円筒状、シームレス）
の耐熱性磁性金属フィルム１Ａをルーズに外嵌させてあ
る。

【０１２５】２は加圧ローラであり、芯金の周囲にシリ
コーンゴム、フッ素ゴム等を被覆して構成される。この
加圧ローラ２は不図示の軸受手段・付勢手段により所定
の押圧力をもって上記アセンブリ６・３・４のフィルム
摺動板４の下面に対して磁性金属フィルム１Ａを挟ませ
て圧接してあり、フィルム摺動板４の下面との間に磁性
金属フィルム１Ａを挟んで圧接ニップ部（定着ニップ
部）Ｎを形成する。

【０１２６】該加圧ローラ２は駆動手段により矢示の反
時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ２の回転駆
動による該ローラとフィルム外面との摩擦力で磁性金属
フィルム１Ａに回転力が作用して、該磁性金属フィルム
１Ａがフィルム摺動板４の下面に密着摺動してアセンブ
リ６・３・４の外回りを回転する。

【０１２７】磁性金属フィルム１Ａは厚さ１０μｍ〜１
００μｍのポリイミド・ポリイミドアミド・ＰＥＥＫ・
ＰＥＳ・ＰＰＳ・ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等の耐熱性
樹脂を基層１ａとし、その基層１ａの外周（被加熱材圧
接面側）に磁性金属層１ｂを、ＦｅやＣｏ、例えばＮｉ
・Ｃｕ・Ｃｒ等の金属を１μｍ〜１００μｍの厚みでメ
ッキ等の処理によって形成している。更にその磁性金属
層１ｂの自由面に表面層として例えばＰＦＡ・ＰＴＦＥ
・ＦＥＰ・シリコーン樹脂等のトナー離型性の良好な耐
熱性樹脂を混合ないし独立で被覆して離形層１ｃを形成
した、３層構成のものである。この例ではフィルム基層
１ａと磁性金属層１ｂを別々の層としたがフィルム基層
１ａそのものを磁性金属層としてもよい。

【０１２８】界磁コイルユニット６の励磁コイルに不図
示の励磁回路から電流が印加されることで磁性金属フィ
ルム１Ａの磁性金属層１ｂが磁気誘導加熱により発熱す
る。

【０１２９】而して、加圧ローラ２の回転による磁性金
属フィルム１Ａの回転がなされ、励磁回路から界磁コイ
ルユニット６の励磁コイルへの電流印加がなされて磁性
金属フィルム１Ａの磁性金属層１ｂが発熱した状態にお
いて、圧接ニップ部Ｎに被加熱材としての記録材１２が
導入されて磁性金属フィルム１Ａ面に密着して該フィル
ムと一緒に圧接ニップ部Ｎを通過することで、磁気誘導
加熱された磁性金属フィルム１Ａの熱が記録材１２に付
与された未定着トナー像Ｔが加熱定着される。

【０１３０】磁性金属フィルム１Ａの表層近くを直接発
熱させるので、フィルム基層１ａの熱伝導率、熱容量に
よらず、急速に加熱できる利点がある。また磁性金属フ
ィルム１Ａの厚さにも依存しないために、高速化のため
に磁性金属フィルム１Ａの剛性を向上するため磁性金属
フィルム１Ａの基層１ａを厚くしても迅速に定着温度に
まで加熱できる。更にはフィルム基層１ａは低熱伝導性
の樹脂のため断熱性が良く、フィルム内側にあるコイル
等の熱容量の大きなものとは断熱ができるので連続プリ
ントを行なっても熱のロスが少なく、エネルギー効率が
良い。かつフィルム内側のコイルに熱が伝わらずコイル
としての性能低下も生じない。そして熱効率が向上した
分、装置内の昇温も抑えられて、該加熱装置を画像加熱
定着装置として用いた電子写真装置等の画像形成装置の
像形成部への影響も少なくできる。

【０１３１】このようにフィルム１Ａを磁性金属部材に
して該フィルム自体を磁気誘導加熱により発熱させ、こ
れに密着させた被加熱材１２を加熱する構成の加熱装置
についても前記実施例１又は２に準じて磁界発生手段と
しての界磁コイルユニット６に温度検出用界磁コイル
（１０５）を具備させ、この界磁コイルの位置に対応す
るフィルム１Ａ側の面部分に円筒状フィルムの円周方向
に銅環（１０６）を具備させて、実施例１又は２と同様
の温度制御をして同様の効果を得ることができる。

【０１３２】〈実施例４〉（図１３）図１３の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ磁気誘導加
熱方式・フィルム加熱方式の加熱装置の他の構成形態例
を示したものである。

【０１３３】（ａ）のものは磁場発生手段６・７（また
は６）下面と、駆動ローラ６１と、従動ローラ（テンシ
ョンローラ）６２との、３部材間にエンドレスベルト状
のフィルム１（１Ａ）を懸回張設して駆動ローラ６１に
よりフィルム１（１Ａ）を回転駆動する構成のものであ
る。６３はフィルム１（１Ａ）を挟んで磁場発生手段６
・７（または６）の下面に圧接させた加圧ローラであ
り、フィルム１（１Ａ）の回転移動に伴ない従動回転す
る。

【０１３４】（ｂ）のものは、磁場発生手段６・７（ま
たは６）の下面と駆動ローラ６１の２部材間にエンドレ
スベルト状のフィルム１（１Ａ）を懸回張設して駆動ロ
ーラ６１により回転駆動する構成のものである。

【０１３５】（ｃ）のものは、フィルム１（１Ａ）とし
て、エンドレスベルト状のものではなく、ロール巻きに
した長尺の有端フィルムを用い、これを繰り出し軸６４
側から磁場発生手段６・７（または６）の下面を経由さ
せて巻き取り軸６５側へ所定の速度で走行させるように
構成したものである。

【０１３６】以上の各実施例は磁場の方向が磁性金属部
材７・１ｂに垂直に入るように構成したが、層面に平行
に磁場をかけても良い。

【０１３７】またフィルム加熱で説明したが、加熱部材
（磁性金属部材）は熱ローラであってもよい。

【０１３８】〈実施例５〉（図１４）本実施例は例えば前述実施例１の磁気誘導加熱方式の加
熱装置を画像加熱定着装置（像加熱装置）８５として用
いた画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画
像形成装置は、電子写真プロセス利用のレーザービーム
プリンタである。

【０１３９】７１は像担持体（第１の像担持体）として
の回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと
記す）である。該感光ドラム７１は矢印の時計方向に所
定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動さ
れ、その回転過程で一次帯電器７２によりマイナスの所
定の暗電位ＶＤに一様に帯電処理される。

【０１４０】７３はレーザービームスキャナであり、不
図示の画像読取装置・ワードプロセッサ・コンピュータ
等のホスト装置から入力される目的画像情報の時系列電
気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービー
ムＬを出力し、前記のように一次帯電器７２でマイナス
に一様帯電された感光ドラム７１面が該レーザービーム
で走査露光されることで露光部分は電位絶対値が小さく
なって明電位ＶＬとなり回転感光ドラム７１面に目的の
画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。

【０１４１】次いでその潜像は現像器７４によりマイナ
スに帯電した粉体トナーで反転現像（レーザー露光部Ｖ
Ｌにトナーが付着）されて顕像化される。

【０１４２】現像器７４は回転駆動される現像スリーブ
７４ａを有し、そのスリーブ外周面にマイナスの電荷を
もったトナーの薄層がコートされて感光ドラム７１面と
対向し、スリーブ７４ａにはその絶対値が感光ドラム７
１の暗電位ＶＤよりも小さく、明電位ＶＬよりも大きな
現像バイアス電圧ＶＤＣが印加されていることで、スリ
ーブ７４ａ上のトナーが感光ドラム７１の明電位ＶＬの
部分のみ転移して潜像が顕像化（反転現像）される。

【０１４３】一方、給紙トレイ７５上に積載セットされ
ている記録材（第２の像担持体、転写紙）Ｐが給紙ロー
ラ７６により１枚宛繰り出し給送され、搬送ガイド７
７、レジストローラ対７８、転写前ガイド７９を経由し
て、感光ドラム７１とこれに当接させて電源８１で転写
バイアスを印加した転写部材としての転写ローラ８０と
のニップ部（転写部）８２へ、感光ドラム７１の回転と
同期どりされた適切タイミングをもって給送されて該給
送記録材１２の面に感光ドラム７１面側のトナー像が順
次に転写されていく。転写部材としての転写ローラ８０
の抵抗値は１０８〜１０９Ωｍ程度のものが適当であ
る。

【０１４４】転写部８２を通った記録材１２は感光ドラ
ム７１面から分離され、搬送ガイド８４で定着装置８５
へ導入されて転写トナー像の定着を受け、画像形成物
（プリント）として排紙トレイ８６へ出力される。被記
録材分離後の感光ドラム７１面はクリーニング装置８３
で転写残りトナー等の感光ドラム面残留物の除去を受け
て清浄面化されて繰り返して作像に供される。

【０１４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気誘導
加熱方式の像加熱装置について、励磁コイルへの通電開
始をフライバック電圧のゼロクロス検知に応じて行うの
で、スイッチング素子の破損を確実に防止でき、高信頼
性の装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の像加熱装置（磁気誘導加熱方式・
フィルム加熱方式の画像加熱定着装置）の概略構成を示
す横断面摸式図

【図２】装置の斜視図

【図３】磁場発生手段（界磁コイルユニットと加熱体
金属）の斜視図

【図４】制御回路図

【図５】より詳細な制御回路図

【図６】各種波形図

【図７】温度変化図

【図８】実施例２の装置の制御回路図

【図９】温度制御フロー図

【図１０】定着温度と検出電圧の関係グラフ

【図１１】異常判定の制御フロー図

【図１２】実施例３の装置の概略の構成模型図

【図１３】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ磁気誘
導加熱方式・フィルム加熱方式の像加熱装置の他の構成
形態例の略図（実施例４）

【図１４】画像形成装置の一例の概略構成図（実施例
５）

【図１５】熱ローラ式加熱装置（定着装置）の概略図

【図１６】加熱ローラの温度制御回路とローラ駆動回
路

【図１７】温度制御グラフ

【図１８】制御フローチャート

【符号の説明】

１フィルム２加圧ローラ３フィルム内面ガイド（ステー）５加熱体６界磁コイルユニット７磁性金属部材（加熱体金属）１２記録材（被加熱材）２０高周波コンバータ１００〜１０４加熱界磁（励磁）コイル１０５温度検出用界磁コイル１０６銅リング２０６制御ＩＣ

───────────────────────────────────────────────────── 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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱体と、加熱体に渦電流を発生させる
ための磁場を形成する励磁コイルと、を有し、加熱体の
熱により記録材上の画像を加熱する像加熱装置におい
て、ａ．上記励磁コイルを有する共振回路で発生するフライ
バック電圧のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段
と、ｂ．上記加熱体の温度を検知する温度検知手段と、ｃ．商用交流電源を整流する整流回路と、ｄ．前記整流回路の出力を用いて、前記商用交流電源の
周波数よりも高い周波数の高周波電流を前記励磁コイル
に導通させるためのスイッチング素子と、ｅ．前記スイッチング素子に印加されるパルス信号を発
生するパルス信号発生回路とを備え、前記パルス信号発生回路は、コンデンサを有し、前記ゼ
ロクロス検知手段の出力を起動信号として出力レベルが
変化する第１レベル信号を発生する第１レベル信号発生
回路と、前記温度検知手段の検知温度に基づいたレベル
の第２レベル信号を発生する第２レベル信号発生回路
と、前記第１レベル信号と前記第２レベル信号とをレベ
ル比較することにより、前記スイッチング素子に印加さ
れるパルス信号を発生する比較回路とを有することを特
徴とする像加熱装置。
【請求項２】上記装置は更に、上記フライバック電圧
に基づいて上記励磁コイル又は加熱体の異常を検出する
異常検出手段を有することを特徴とする請求項１に記載
の像加熱装置。
【請求項３】上記第２レベル信号発生回路は前記温度
検知手段の検知温度に応じたレベルと、目標温度に応じ
たレベルとを比較して比較結果を前記第２レベル信号と
して出力する誤差増幅器とすることを特徴とする請求項
１に記載の像加熱装置。
【請求項４】上記パルス信号発生回路は制御ＩＣとし
て構成されることを特徴とする請求項１に記載の像加熱
装置。
【請求項５】加熱体と、加熱体に渦電流を発生させるた
めの磁場を形成する励磁コイルと、上記励磁コイルを有
する共振回路で発生するフライバック電圧のゼロクロス
を検知するゼロクロス検知手段と、上記加熱体の温度を
検知する温度検知手段と、商用交流電源を整流する整流
回路と、前記整流回路の出力を用いて、前記商用交流電
源の周波数よりも高い周波数の高周波電流を前記励磁コ
イルに導通させるためのスイッチング素子とを有し、加
熱体の熱により記録材上の画像を加熱する像加熱装置に
使用され、前記スイッチング素子に印加されるパルス信
号を発生する制御ＩＣにおいて、コンデンサを有し、前記ゼロクロス検知手段の出力を起
動信号として出力レベルが変化する第１レベル信号を発
生する第１レベル信号発生回路と、前記温度検知手段の検知温度に基づいたレベルの第２レ
ベル信号を発生する第２レベル信号発生回路と、前記第１レベル信号と前記第２レベル信号とをレベル比
較することにより、前記スイッチング素子に印加される
パルス信号を発生する比較回路とを有することを特徴と
する制御ＩＣ。
【請求項６】上記第２レベル信号発生回路は前記温度
検知手段の検知温度に応じたレベルと、目標温度に応じ
たレベルとを比較して比較結果を前記第２レベル信号と
して出力する誤差増幅器をすることを特徴とする請求項
５に記載の制御ＩＣ。