特許 5958297 定着装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5958297

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年7月27日

(54)【発明の名称】定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20160714BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 555

【請求項の数】5

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2012-252943(P2012-252943)

(22)【出願日】2012年11月19日

(65)【公開番号】特開2014-102307(P2014-102307A)

(43)【公開日】2014年6月5日

【審査請求日】2015年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001900

【氏名又は名称】特許業務法人 ナカジマ知的財産綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100090446

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 司朗

(74)【代理人】

【識別番号】100125597

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 国人

(74)【代理人】

【識別番号】100146798

【弁理士】

【氏名又は名称】川畑 孝二

(74)【代理人】

【識別番号】100121027

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100175411

【弁理士】

【氏名又は名称】土田 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100174861

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 安洋

(74)【代理人】

【識別番号】100148194

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義周

(72)【発明者】

【氏名】山本 豊

(72)【発明者】

【氏名】後藤 勝昭

(72)【発明者】

【氏名】辻本 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 裕之

(72)【発明者】

【氏名】切久保 誠一

(72)【発明者】

【氏名】峰 英紀

【審査官】 佐藤 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１２０２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５７８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１２４３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７６４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３７８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９７１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３６９５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１８１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２５９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３７８６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

励磁コイルを含む共振回路と電力源との間の線路に挿入されたスイッチング素子のオン・オフ動作により、励磁コイルに供給する電力が目標の電力となるように制御して被加熱体を電磁誘導加熱する定着装置であって、
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
励磁コイルに電力を供給して被加熱体を電磁誘導加熱する加熱期間の初期及び終期において、励磁コイルに供給する電力を段階的に変化させる第１制御手段と、
前記スイッチング素子の温度が上限温度を超えたときに、第１制御手段による電力供給を禁止し、前記スイッチング素子の温度が上限温度より低い基準温度以下になったときに前記電力供給の禁止を解除する第２制御手段と、
を備え、
前記第１制御手段において、前記電力を段階的に変化させる制御モードとして、第１の制御モードと、第１の制御モードよりも供給する電力が所定レベル以下となる時間が短い第２の制御モードが設定されており、
前記第１制御手段は、
前記スイッチング素子の温度が前記上限温度と基準温度との間の所定温度以上の場合には、次の加熱期間において前記第２の制御モードを実行し、前記所定温度よりも低い場合には、次の加熱期間において前記第１の制御モードを実行する
ことを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記第２の制御モードにおいては、前記電力が前記所定レベルを超える範囲では、段階的に変化させる前記電力の変化量が、前記所定レベルを超えないようにされている
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記第２の制御モードは、前記スイッチング素子の温度に対応付けて複数定められ、各第２の制御モードの前記所定レベル以下となる時間は、当該第２の制御モードに対応する前記スイッチング素子の温度が低くなるのに応じて長くなるように定められ、
前記第１制御手段は、前記スイッチング素子の温度が前記上限温度と基準温度との間の所定温度以上の場合には、次の加熱期間において、前記スイッチング素子の温度に対応する前記第２の制御モードを実行する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記第一制御手段は、前記スイッチング素子のデューティー比を変えることにより、前記電力を段階的に変化させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。

【請求項5】

請求項１〜４の何れかに記載の定着装置
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、励磁コイルとキャパシターとを接続した共振回路への供給電力をスイッチング素子のオン・オフ制御により制御し、励磁コイルと磁気結合された被加熱体を電磁誘導加熱して熱定着動作を行う定着装置に関し、特にスイッチング損失が発生しやすい低電力供給時に、スイッチング素子のオン・オフ制御を実行する期間が間欠的に繰り返される定着装置における耳障り音の発生とスイッチング素子の温度上昇とを防止する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

プリンター、複写機等の画像形成装置として、ウォームアップ時間の短縮や省電力等の点においてヒーター加熱方式の画像形成装置よりも優れている電磁誘導加熱方式の画像形成装置が利用されるようになってきている。
図１１は、従来の電磁誘導加熱方式の画像形成装置の定着装置において用いられる電磁誘導加熱装置の具体例を示す。同図に示すように、電磁誘導加熱装置１００は、電力供給源となる商用電源（ＡＣ１００Ｖ）１１０と接続され、整流回路１２０、電力検出回路１３０、インバーター回路１４０、電磁誘導加熱制御部１５０等から構成される。商用電源１１０から供給される交流電力は、整流回路１２０によって直流電力に整流された後、インバーター回路１４０に供給される。

【0003】

電力検出回路１３０は、整流回路１２０の電力を検出して電磁誘導加熱制御部１５０に出力する。インバーター回路１４０は、並列に接続された励磁コイル１４１１とキャパシター１４１２とから構成される共振回路１４１と、共振回路１４１と直列に接続されているスイッチング素子１４２とから構成される。インバーター回路１４０は、スイッチング素子１４２がオン・オフ制御されることにより、共振回路１４１への直流電力の供給のオン、オフ動作を繰り返して、励磁コイル１４１１に高周波の電力を供給し、励磁コイル１４１１と磁気的に結合された不図示の被加熱体（定着ローラー）を電磁誘導加熱させる。

【0004】

電磁誘導加熱制御部１５０は、スイッチング素子１４２のデューティー比を制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行って励磁コイル１４１１への供給電力を制御する。ここで、「デューティー比」とは、ＰＷＭ信号の周期に対する、スイッチング素子のオン時間の割合（％）のことをいい、デューティー比を大きくすることにより、供給電力を多くするように制御し、逆にデューティー比を小さくすることにより供給電力を少なくするように制御することができる。

【0005】

図１２は、ＰＷＭ制御における、スイッチング素子のオン・オフ動作と、スイッチング素子に印加される電圧、電流の変化との関係を表す図である。同図において図１２（ａ）は、スイッチング素子のオン・オフを示すスイッチング信号を表し、図１２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、スイッチング素子に印加される電圧、電流の変化を表す。
このＰＷＭ制御においては、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、スイッチング素子に印加される電圧及び電流が略０となる時点においてオン・オフを切替えるゼロクロス制御を実現することが望ましい。スイッチング素子における電力損失（以下、「スイッチング損失」という。）を防止できると共に、スイッチング素子の過熱や破壊を防止することができるからである。

【0006】

しかしながら、励磁コイルへの供給電力が低電力となる場合（例えば、画像形成装置が、ユーザーからの印刷指示の入力を待っている印刷待ち状態にある場合のように、定着ローラーの温度が充分高く、目標温度との差が少ない場合）、ＰＷＭ制御におけるスイッチング素子のオン時間が短くなり、これにともなってオン時間中に励磁コイルに蓄積される電力量が少なくなり、その影響で、図１２（ｄ）〜（ｆ）に示すように、スイッチング素子に印加される電圧の振動振幅が小さくなり、当該電圧が０Ｖまで低下しきらない内にスイッチング素子をオンに切替えるタイミングが到来することになり、ゼロクロス制御をすることができなくなる。

【0007】

その結果、μ秒のオーダーでオン・オフが切替えられるスイッチング素子において、スイッチング素子がオンに切替えられる毎にスイッチング損失が発生し、スイッチング損失量が大きくなるとともに、スイッチング損失による発熱によりスイッチング素子が破壊されてしまうおそれが生じる。
このため、ＰＷＭ制御を実行する期間が間欠的に繰り返される間欠ＰＷＭ制御が行われている。これにより、ＰＷＭ制御を実行している間は、スイッチング素子のオン時間を、上記のように連続してＰＷＭ制御を実行する場合よりも長くし、励磁コイルへの供給電力が大きくなるようにしてスイッチング損失の発生を防止することができるとともに、ＰＷＭ制御を禁止する禁止期間を設けることにより、当該オン時間を長くしたことによる供給電力の過剰供給分を相殺することができる。

【0008】

一方、上記のような間欠ＰＷＭ制御を行う場合には、ＰＷＭ制御の実行を禁止している禁止期間からＰＷＭ制御を実行する実行期間へ移行する際、及び当該実行期間から禁止期間へ移行する際に急激な磁束変動が発生し、これにより被加熱体（定着ローラー）が変形を繰り返し、その結果、耳障り音が発生してしまうという問題が生じる。このため、ＰＷＭ制御の実行期間において、ＰＷＭ制御の実行開始の際及び実行禁止の際に、励磁コイルへの供給電力を段階的に変化させる段階制御を行い、急激な磁束変動が生じないようにして耳障り音の発生を抑制することが行われている。

【0009】

そして、上記のような段階制御をおこなうと、励磁コイルへの供給電力が低電力となり、スイッチング損失が大きくなり、段階制御を繰り返すことにより、スイッチング素子の温度が徐々に上昇するので、スイッチング素子の温度を監視し、当該温度が許容上限温度に達すると、励磁コイルへの供給電力を停止し、当該温度が、所定の温度まで下がった場合に励磁コイルへの電力供給を開始するように制御することがおこなわれている。

【0010】

これにより、段階制御を繰り返すことにより、スイッチング素子の温度が過剰に上昇し、スイッチング素子が破壊されないようにすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００９−２０４７１７号公報

【特許文献2】特開２０１１−２５３６８２号公報

【特許文献3】特開２００５−２５７８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、画像形成装置が、印刷指示待ち状態にある場合に、上記のような段階制御を行う場合、スイッチング素子の温度が許容上限温度を超えてから所定の温度まで冷却されるのに時間がかかり、スイッチング素子の温度が所定の温度までまだ冷却されない間に、被加熱体（定着ローラー）の温度が、熱定着が可能な温度の下限温度を下回ってしまう場合が生じ得る。このような場合、ユーザーが画像形成装置において印刷を開始しようと思っても、印刷動作をすぐに開始させることができず、被加熱体（定着ローラー）の温度が熱定着可能な下限温度になるまで待たなければならないという不具合が生じる。

【0013】

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、励磁コイルへの供給電力を段階的に変化させる段階制御を行う電磁誘導加熱方式の定着装置において、耳障り音の発生を抑制しつつ、スイッチング素子の温度上昇に起因する被加熱体の過剰な温度低下を抑制することが可能な定着装置、及び当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る定着装置は、励磁コイルを含む共振回路と電力源との間の線路に挿入されたスイッチング素子のオン・オフ動作により、励磁コイルに供給する電力が目標の電力となるように制御して被加熱体を電磁誘導加熱する定着装置であって、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、励磁コイルに電力を供給して被加熱体を電磁誘導加熱する加熱期間の初期及び終期において、励磁コイルに供給する電力を段階的に変化させる第１制御手段と、前記スイッチング素子の温度が上限温度を超えたときに、第１制御手段による電力供給を禁止し、前記スイッチング素子の温度が上限温度より低い基準温度以下になったときに前記電力供給の禁止を解除する第２制御手段と、を備え、前記第１制御手段において、前記電力を段階的に変化させる制御モードとして、第１の制御モードと、第１の制御モードよりも供給する電力が所定レベル以下となる時間が短い第２の制御モードが設定されており、前記第１制御手段は、前記スイッチング素子の温度が前記上限温度と基準温度との間の所定温度以上の場合には、次の加熱期間において前記第２の制御モードを実行し、前記所定温度よりも低い場合には、次の加熱期間において前記第１の制御モードを実行することを特徴とする。

【0015】

ここで、前記第２の制御モードにおいては、前記電力が前記所定レベルを超える範囲では、段階的に変化させる前記電力の変化量が、前記所定レベルを超えないようにされていることとすることができる。
又、前記第２の制御モードは、前記スイッチング素子の温度に対応付けて複数定められ、各第２の制御モードの前記所定レベル以下となる時間は、当該第２の制御モードに対応する前記スイッチング素子の温度が低くなるのに応じて長くなるように定められ、前記第１制御手段は、前記スイッチング素子の温度が前記上限温度と基準温度との間の所定温度以上の場合には、次の加熱期間において、前記スイッチング素子の温度に対応する前記第２の制御モードを実行することとすることができる。

【0016】

又、前記第一制御手段は、前記スイッチング素子のデューティー比を変えることにより、前記電力を段階的に変化させることとすることができる。さらに、本発明の一形態に係る画像形成装置は、前記定着装置を備える。

【発明の効果】

【0017】

上記構成を備えることにより、スイッチング素子の温度が上限温度と基準温度との間の所定温度以上で、当該素子の温度が次の加熱期間中に上限温度に達するおそれがあると推測される場合には、供給電力が所定レベル（例えば、２００Ｗ）以下となる時間が短く、加熱期間中のスイッチング素子の温度上昇が小さい方の第２の制御モードで次に実行すべき段階制御が実行されるので、加熱期間中のスイッチング素子の温度上昇を適切なタイミングで抑制することができる。

【0018】

その結果、加熱期間の初期及び終期において励磁コイルに供給する電力を段階的に変化させることにより、耳障り音の発生を抑制しつつ、適切なタイミングで加熱期間中のスイッチング素子の温度上昇を抑制することができ、耳障り音の発生と、スイッチング素子の温度上昇に起因する被加熱体の過剰な温度低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】プリンターの構成を示す図である。

【図2】定着装置の構成を示す横断面図である。

【図3】電磁誘導加熱装置が有する電磁誘導加熱回路と、当該電磁誘導加熱回路の制御に関わる主要構成要素との関係を示す機能ブロック図である。

【図4】電磁誘導加熱制御部の構成と電磁誘導加熱制御部と接続されている主要構成要素を示す機能ブロック図である。

【図5】第一及び第二段階制御モードの具体例を示す。

【図6】供給電力が所定レベル（２００Ｗ）以下の電力供給時間と、段階制御の期間中における温度上昇との関係を調べる実験の結果を示すテーブルである。

【図7】定着制御部の構成と定着制御部の制御対象となる主要構成要素を示す図である。

【図8】定着制御部が行うスタンバイ時電力制御処理の動作を示すフローチャートである。

【図9】スタンバイ温度制御において、スタンバイ時電力制御処理により制御モードを切り換えた場合における、定着ローラーとスイッチング素子の温度と励磁コイルへの供給電力の経時変化を示す図である。

【図10】スタンバイ温度制御において、上記のスタンバイ時電力制御処理のように、制御モードの切り換えを行うことなく、制御モードを第一段階制御モードに固定した場合における、定着ローラーとスイッチング素子の温度と励磁コイルへの供給電力の経時変化を示す図である。

【図11】従来の電磁誘導加熱方式の画像形成装置の電磁誘導加熱装置の具体例を示す。

【図12】ＰＷＭ制御における、スイッチング素子のオン・オフ動作と、スイッチング素子に印加される電圧、電流の変化との関係を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

(実施の形態)
以下、本発明に係る一形態の定着装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンター（以下、単に「プリンター」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンターの構成
先ず、プリンターの構成について説明する。図１は、プリンターの構成を示す図である。同図に示すように、このプリンター１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、制御部６０等を備えている。

【0021】

プリンター１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）や図示しない表示部を有する操作パネルから印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを記録シートへ多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。

【0022】

画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、二次転写ローラー４５などを有している。作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ｃ方向に周回駆動される。又、従動ローラー１３の近傍には、中間転写ベルト上に残留するトナーを除去するためのクリーナー２１が配置されている。

【0023】

露光部１０は、レーザーダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザー光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。この露光走査により、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。

【0024】

各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成される。形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各一次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する一次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の一次転写ローラーについては、符号を省略している。）により、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次一次転写された後、二次転写ローラー４５による静電力の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に二次転写される。

【0025】

トナー像が二次転写された記録シートは、さらに定着装置５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着装置５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラー７１により排紙トレイ７２に排出される。
給紙部４は、記録シート（図１の符号Ｓで表す）を収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラー４２と、繰り出された記録シートを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとって記録シートを搬送するタイミングローラー４４などを備えている。

【0026】

給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。記録シートとしては、大きさや厚さの異なる用紙（普通紙、厚紙）やＯＨＰシートなどのフィルムシートを利用できる。給紙カセットが複数ある場合には、大きさ又は厚さ又は材質の異なる記録シートを複数の給紙カセットに収納することとしてもよい。
タイミングローラー４４は、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように中間転写ベルト１１上に一次転写されたトナー像が二次転写位置４６に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートをニ次転写位置４６に搬送する。そして、二次転写位置４６において、ニ次転写ローラー４５により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に二次転写される。

【0027】

繰り出しローラー４２、タイミングローラー４４等の各ローラーは、搬送モーター（不図示）を動力源とし、歯車ギヤーやベルトなどの動力伝達機構（不図示）を介して回転駆動される。この搬送モーターとしては、例えば、高精度の回転速度の制御が可能なステッピングモーターが使用される。
［２］定着装置の構成
図２は、定着装置の構成を示す横断面図である。同図に示すように、定着装置５は、電磁誘導加熱装置５０、被加熱体としての定着ローラー５１と、加圧ローラー５２と第一温度センサー５３等を備える。同図の符号Ｓは、記録シートを示す。又、矢印Ａは、定着ローラー５１の回転方向を、矢印Ｂは、加圧ローラー５２の回転方向を、矢印Ｄは、記録シートＳの搬送方向をそれぞれ示す。

【0028】

電磁誘導加熱装置５０は、図示しない電磁誘導加熱回路と電気的に接続されている励磁コイル５３１と、コア５０１と、コイルボビン５０２と、カバー５０３等を有し、定着ローラー５１の回転軸方向に沿うように配置されている。
励磁コイル５３１は、記録シートＳの幅方向に沿って長く延び、横断面が円弧状の形状になるようにコイルボビン５０２に巻かれている。励磁コイル５３１に電磁誘導加熱回路から高周波電力が供給されることにより、励磁コイル５３１から磁束が発生して定着ローラー５１（後述する電磁誘導発熱層５１４）が電磁誘導加熱される。具体的には、励磁コイル５３１から発生した磁束は、定着ローラー５１の後述する電磁誘導発熱層５１４に導かれ、これにより、電磁誘導発熱層５１４に渦電流が発生して電磁誘導発熱層５１４が電磁誘導加熱される。

【0029】

コア５０１は、それぞれ高透磁率のフェライトなどからなり、励磁コイル５３１から発生した磁束を定着ローラー５１に効率的に導くために用いられる。コイルボビン５０２は、定着ローラー５１の外周面に対向する部分が定着ローラー５１の外周面に沿って円弧状に湾曲し、当該外周面との間に所定の間隔（例えば、３ｍｍの間隔）を空けて固定されている。

【0030】

図３は、電磁誘導加熱装置が有する電磁誘導加熱回路と、当該電磁誘導加熱回路の制御に関わる主要構成要素との関係を示す機能ブロック図である。電磁誘導加熱装置５０が有する電磁誘導加熱回路５００は、整流回路５１０、インバーター回路５２０、電力検出回路５５０、電磁誘導加熱制御部５６０、駆動部５７０等から構成されている。
整流回路５１０は、交流の商用電源７００から供給される交流電力を整流して直流電力に変換してインバーター回路５２０に出力する。インバーター回路５２０は、励磁コイル５３１とキャパシター５３２とが並列に接続されて構成される共振回路５３０と、共振回路５３０と直列に接続されるスイッチング素子５４０とを有する。

【0031】

インバーター回路５２０は、電磁誘導加熱制御部５６０によってスイッチング素子５４０のオン・オフがＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御されることにより、入力された直流電力から高周波電力を生成する。スイッチング素子５４０としては、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等を用いることができる。電力検出回路５５０は、整流回路５１０の電力を検出して、検出結果を電磁誘導加熱制御部５６０に出力する。

【0032】

又、スイッチング素子５４０の近傍には、スイッチング素子５４０の温度を検出する第二温度センサー５４１が設けられている。第二温度センサー５４１は、検出結果を定着制御部５４に出力する。第二温度センサー５４１としては、例えば、サーミスタ、熱電対、赤外線センサー等を用いることができる。
図４は、電磁誘導加熱制御部の構成と電磁誘導加熱制御部と接続されている主要構成要素を示す機能ブロック図である。電磁誘導加熱制御部５６０は、定着制御部５４と通信可能で、ＣＰＵ５６００、ＲＯＭ５６０１、ＲＡＭ５６０２、記憶部５６０３等から構成され、電力検出回路５５０から入力された検出結果と定着制御部５４から指示された供給電力の値とに基づいて、駆動部５７０を介してスイッチング素子５４０のオン・オフをＰＷＭ制御する。これにより、指示された供給電力の値に応じた供給電力を励磁コイル５３１に供給して、高周波電力を生成させることができる。

【0033】

プリンター１が、例えばユーザーからの印刷指示を待っている印刷指示待ち状態にある場合のように、励磁コイル５３１への供給電力が低電力となる場合には、電磁誘導加熱制御部５６０は、定着制御部５４からの指示に応じて、スイッチング素子５４０のオン・オフをＰＷＭ制御する期間とＰＷＭ制御を禁止する期間とが交互に繰り返される。
すなわち、電磁誘導加熱制御部５６０がスイッチング素子５４０のオン・オフをＰＷＭ制御して励磁コイル５３１に電力を供給し、定着ローラー５１を電磁誘導加熱する期間（以下、「加熱期間」という。）と、定着制御部５４からの指示に応じて、電磁誘導加熱
制御部５６０が当該ＰＷＭ制御を禁止し、定着ローラー５１の電磁誘導加熱を禁止する期間（以下、「加熱禁止期間」という。）とが交互に繰り返される。その結果、定着ローラー５１の温度が、熱定着が可能な定着温度の下限の温度（以下、「定着下限温度」という。ここでは、定着下限温度は１４０℃とする。）以上の所定の温度範囲（ここでは、１４０℃〜１９０℃の温度範囲とする。）に維持されるように温度制御（以下、「スタンバイ温度制御」という。）が行われる。

【0034】

さらに、上記のスタンバイ温度制御においては、加熱期間から加熱禁止期間へ移行する際（以下、「加熱期間の終期」という。）、及び加熱禁止期間から加熱期間へ移行する際（以下、「加熱期間の初期」という。）に急激な磁束変動が発生し、それにより被加熱体である定着ローラー５１が変形を繰り返して定着ローラー５１から耳障り音が発生する。
これを防止するために、電磁誘導加熱制御部５６０は、加熱期間の初期及び終期において励磁コイル５３１への供給電力が段階的に変化するように、スイッチング素子５４０のオン・オフをＰＷＭ制御する。以下、このような励磁コイル５３１への供給電力を段階的に変化させるＰＷＭ制御のことを「段階制御」と呼ぶことにする。

【0035】

電磁誘導加熱制御部５６０は、加熱期間の初期の場合には、スイッチング素子のデューティー比を段階的に増加させることにより、励磁コイル５３１への供給電力が目標値に達するまで段階的に増加するようにＰＷＭ制御し、加熱期間の終期の場合には、当該デューティー比を段階的に減少させることにより、当該供給電力が目標値から０Ｗまで段階的に減少するようにＰＷＭ制御する。

【0036】

ここで、「目標値」は、スイッチング素子５４０に印加される電圧及び電流が略０となる時点においてオン・オフを切替えるゼロクロス制御を実現することが可能な供給電力の値であり、供給電力の範囲に応じて予めプリンターの製造者によって定められている値である。ここでは、６００Ｗとする。電磁誘導加熱制御部５６０は、目標値の電力を供給するためのデューティー比を記憶している。

【0037】

ＲＯＭ５６０１には、定着制御部５４や電力検出回路５５０と通信したり、駆動部５７０を制御したりするための各種プログラムや、後述するスタンバイ時電力制御処理における定着制御部５４からの指示に応じて励磁コイル５３１に供給する電力を段階的に変化させる制御モード（後述する第一段階制御モードと第二段階制御モード）を切り換える処理を行うための制御プログラム等が記憶されている。

【0038】

ＣＰＵ５６００は、ＲＯＭ５６０１に記憶されている上記の各プログラムを実行することにより、電磁誘導加熱制御部５６０が行う各機能を実現する。ＲＡＭ５６０２は、ＣＰＵ５６００のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
記憶部５６０３は、第一段階制御モードと、第二段階制御モードを記憶している。両モードは、それぞれ、段階制御を行う際の各段階における励磁コイル５３１への供給電力を段階的に変化させるための情報であり、具体的には、加熱期間の初期及び終期に行う段階制御において用いる、デューティー比と供給電力と供給時間との対応関係を示す情報である。なお、両モードにおいては、励磁コイル５３１への供給電力が目標値（６００Ｗ）又は０Ｗに達する前の各段階における励磁コイル５３１への供給電力の供給時間が規定されている。

【0039】

両モードにおいては、第二段階制御モードの方が、第一段階制御モードよりも、上記供給電力が所定レベル以下（ここでは、２００Ｗ以下とする）となる供給電力の供給時間が短くなるように、各段階における供給電力の供給時間が定められている。図５（ａ）は、第一段階制御モードの具体例を示し、図５（ｂ）は、第二段階制御モードの具体例を示す。図５（ａ）の第一段階制御モードでは、段階制御の期間中の供給電力が、２００Ｗ、４００Ｗの各供給時間が、加熱期間の初期及び終期においてそれぞれ２０ミリ秒となるように規定されており、第二段階制御モードでは、当該期間中の供給電力が３００Ｗの供給時間が、加熱期間の初期及び終期においてそれぞれ４０ミリ秒となるように規定されている。

【0040】

電磁誘導加熱制御部５６０は、両段階制御モードの内、後述するスタンバイ時電力制御処理において定着制御部５４から指示された段階制御モードに従って加熱期間の初期及び終期のデューティー比を制御することにより、段階制御を実行する。
本発明者は、スイッチング損失は励磁コイルへの供給電力が低電力になるほど、大きくなることを考慮し、供給電力が低電力となる段階制御における低電力の供給時間を制御することにより、段階制御期間中に発生するスイッチング損失を小さくし、加熱期間中のスイッチング素子の温度上昇を効率よく抑制することができると考え、所定レベル以下（ここでは、２００Ｗ以下とする。）の供給電力での励磁コイルへの電力供給時間と、当該段階制御期間中における温度上昇との関係を調べる実験を行った。

【0041】

実験は、第一及び第二段階制御モードを含む、以下の１〜５の各段階制御モードを用いてそれぞれスイッチング素子の温度上昇を調べることにより、行った。なお当該実験は、記憶部５６０３に記憶されている段階制御モードを除いて、定着装置５と同様の構成の定着装置を用いて行った。
１．段階制御の期間中の励磁コイルへの供給電力が２００Ｗの供給時間が加熱期間の初期及び終期においてそれぞれ４０ミリ秒となるように規定されている。

【0042】

２．第一段階制御モード
３．段階制御の期間中の励磁コイルへの供給電力が、２００Ｗ、３００Ｗ、４００Ｗ、５００Ｗの各供給時間が、加熱期間の初期及び終期においてそれぞれ１０ミリ秒となるように規定されている。
４．第二段階制御モード
図６は、上記の実験結果を示すテーブルである。同図の符号１は、上記の１の段階制御モードの、符号２は、第一段階制御モードの、符号３は、上記の３の段階制御モードの、符号４は、第二段階制御モードの実験結果をそれぞれ示す。同図に示すように、２００Ｗ以下での電力供給時間が短くなるに従って段階制御期間中のスイッチング素子の温度上昇は小さくなっている。又、第二段階制御モードや上記の３の段階制御モードのように、段階制御の期間中の供給電力が、２００Ｗ以下の供給時間が０に近づくと（２０ミリ秒以下になると）、当該温度上昇はより小さくなっている。

【0043】

なお、図６の実験結果では、２００Ｗ未満の供給電力の例を含めていないが、２００Ｗ未満の供給電力では、２００Ｗの場合よりも更にスイッチング損失が大きくなるため、２００Ｗ未満の供給電力を含む２００Ｗ以下での電力供給時間が短くなるに従って段階制御期間中のスイッチング損失は小さくなり、上記のことがいえる。
このように、スイッチング素子の温度上昇は、供給電力の減少に応じて均等に（直線的に）大きくなるのではなく、ある閾値レベル（ここでは、２００Ｗ）以下になると、急激にスイッチング素子の温度上昇が大きくなり、当該閾値レベルを超えると、スイッチング素子の温度上昇は、急激に小さくなる。

【0044】

本発明者は、上記の実験結果に基づいて、低電力の供給時間が異なる段階制御モードを切り換えて段階制御を行うことにより、耳障り音の発生と、スイッチング素子の温度上昇とをバランスよく抑制し、スタンバイ温度制御において発生する、スイッチング素子の温度上昇に起因する、加熱禁止期間中の定着ローラーの温度の過剰低下（定着下限温度を下回ること）を防止できると考えました。

【0045】

具体的には、本実施の形態の第一段階制御モードのように、低電力（２００Ｗ）の供給時間が長く（４０ミリ秒）、耳障り音の発生を抑制するのにより効果的な段階制御モードと、本実施の形態の第二段階制御モードのように、低電力（２００Ｗ）の供給時間が短く（０時間）、スイッチング素子の温度上昇を抑制するのにより効果的な段階制御モードとを、後述するスタンバイ時電力制御処理により適切なタイミングで切り換えて段階制御を行うことにより、耳障り音の発生と、スイッチング素子の温度上昇とをバランスよく抑制し、上記の過剰低下の防止を図りました。

【0046】

図３の説明に戻って、駆動部５７０は、電磁誘導加熱制御部５６０の制御下で、スイッチング素子５４０のオン・オフを切り換える。第一温度センサー５３は、定着ローラー５１の近傍に設けられ、定着ローラー５１の表面温度を検出し、検出結果を定着制御部５４に出力する。第一温度センサー５３としては、例えば、サーミスタ、熱電対、赤外線センサー等を用いることができる。

【0047】

定着制御部５４は、電磁誘導加熱制御部５６０と通信可能で、定着装置５全体の制御を行う。図７は、定着制御部の構成と定着制御部の制御対象となる主要構成要素を示す図である。
定着制御部５４は、ＣＰＵ５４００、ＲＯＭ５４０１、ＲＡＭ５４０２、温度記憶部５４０３等から構成される。ＲＯＭ５４０１には、電磁誘導加熱制御部５６０、第一温度センサー５３、第二温度センサー５４１を制御するための各種プログラムや後述するスタンバイ時電力制御処理を実行するプログラム等が記憶されている。

【0048】

ＣＰＵ５４００は、ＲＯＭ５４０１に記憶されている各プログラムを実行することにより、電磁誘導加熱制御部５６０、第一温度センサー５３、第二温度センサー５４１を制御し、又、後述するスタンバイ時電力制御処理を実行する。ＲＡＭ５４０２は、ＣＰＵ５４００のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
温度記憶部５４０３は、後述するスタンバイ時電力制御処理において用いられる定着上限温度、定着下限温度、素子上限温度、素子基準温度を記憶している。ここで、「定着上限温度」とは、スタンバイ温度制御において、定着ローラー５１の表面温度を所定の範囲（ここでは、１４０℃〜１９０℃の温度範囲とする。）に維持するために設定されている、当該所定の範囲の上限の温度（ここでは、１９０℃）のことをいう。定着上限温度は、定着ローラー５１及びその周辺の部品に熱損傷を与えるおそれのない上限温度に設定されている。

【0049】

又、「素子上限温度」とは、スイッチング素子５４０の動作に支障を与えるおそれのない上限の温度（ここでは、８０℃とする。）のことをいう。さらに、「素子基準温度」とは、スイッチング素子５４０のオン・オフのＰＷＭ制御を開始するか否かの判定基準となる温度（ここでは、７０℃とする。）のことをいう。
上記各温度は、予めプリンターの製造者側で試験等を行うことにより設定され、温度記憶部５４０３に記憶されるものとする。

【0050】

図２の説明に戻って、定着ローラー５１は、長尺で円柱状の芯金５１２の外周面に弾性体層５１３、電磁誘導発熱体層５１４、弾性体層５１５、離型層５１６がこの順に積層されて構成されている。
芯金５１２は、定着ローラー５１を支持する部材であり、例えば円柱体で構成される。芯金５１２を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。弾性体層５１３は、電磁誘導発熱体層５１４が発熱した熱を芯金５１２に逃がさないようにするとともに、図２に示すように加圧ローラー５２と定着ニップ５ｎを形成するための層である。弾性体層５１３を構成する材料としては、耐熱性及び断熱性の高いものが望ましく、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の発砲弾性体を用いることができる。

【0051】

電磁誘導発熱層５１４は、ニッケル等から構成され、励磁コイル５３１から発せられる磁束により発熱する層である。弾性体層５１５は、記録シート上のトナー像に均一かつ柔軟に熱を伝えるための層である。弾性体層５１５を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止することができる。弾性体層５１５を構成する材料としては、耐熱性と弾性とを有するゴム材や樹脂材を用いることができる。例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどを用いることができる。

【0052】

離型層５１６は、定着ローラー５１の最外層をなし、定着ローラー５１と記録シートとの離型性を高めるための層である。離型層５１６を構成する材料としては、定着温度での使用に耐えられるとともにトナーに対する離型性に優れたものを使用することができる。例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体）、ＰＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素樹脂を使用することができる。

【0053】

加圧ローラー５２は、円柱状の芯金５２１の周囲に、弾性体層５２２を介して離型層５２３が積層されて構成され、定着ローラー５１を押圧することにより、定着ローラー５１の外周面との間に周方向に所定幅を有する定着ニップ５ｎを形成する。加圧ローラー５２は、図示しない駆動モーターによって駆動され、加圧ローラー５２が図２のＢ方向に回転することにより、定着ローラー５１が図２のＡ方向に従動回転する。

【0054】

芯金５２１は、加圧ローラー５２を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５２１の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。
弾性体層５２２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体で、耐熱性の高い材料で構成される。離型層５２３は、加圧ローラー５２と記録シートとの離型性を高めるための層であり、離型層５１６と同様の材料及び厚さで構成することができる。

【0055】

［３］スタンバイ時電力制御処理
図８は、定着制御部が行うスタンバイ時電力制御処理の動作を示すフローチャートである。印刷ジョブが終了するか、又は電源オン後、ウォームアップ動作が終了すると、定着制御部５４は、スタンバイ温度制御を開始し、第一温度センサー５３から定着ローラー５１の表面温度の検出温度（ｔｓ）を、第二温度センサー５４１からスイッチング素子５４０の検出温度（ｔｒ）をそれぞれ取得する（ステップＳ８０１）。

【0056】

そして、ｔｒが温度記憶部５４０３に記憶されている定着上限温度を超えているか（ステップＳ８０２：ＹＥＳ）、又はｔｓが温度記憶部５４０３に記憶されている素子上限温度を超えているか（ステップＳ８０３：ＹＥＳ）の何れかの場合、定着制御部５４は、電磁誘導加熱制御部５６０に電力供給の禁止指示を送信して、スイッチング素子５４０のオン・オフのＰＷＭ制御の実行を禁止させて、励磁コイル５３１への電力供給を禁止させる（ステップＳ８０５）。

【0057】

さらに、定着制御部５４は、電力供給禁止後のスイッチング素子５４０の温度（ｔｓｔ）を取得し（ステップＳ８０６）、その後、第一温度センサー５３及び第二温度センサー５４１を介して定着ローラー５１の表面温度の検出温度（ｔｓ）及びスイッチング素子５４０の検出温度（ｔｒ）を監視し（ステップＳ８０７）、定着ローラー５１の表面温度（ｔｒ）が、温度記憶部５４０３に記憶されている定着下限温度以下に下降し（ステップＳ８０８：ＹＥＳ）、さらに、スイッチング素子５４０の温度（ｔｓ）が、温度記憶部５４０３に記憶されている素子基準温度以下に下降すると（ステップＳ８０９：ＹＥＳ）、定着制御部５４は、励磁コイル５３１への電力供給禁止を解除する（ステップＳ８１０）。

【0058】

そして、定着制御部５４は、現在の定着ローラー５１の表面温度（ｔｒ）に基づいて励磁コイル５３１へ供給する供給電力値を決定し、ｔｓｔが所定温度（ここでは、７５℃とする。）以上の場合には（ステップＳ８１１：ＹＥＳ）、決定した供給電力値の供給電力を、第二段階制御モードで供給するように、電磁誘導加熱制御部５６０に指示し（ステップＳ８１３）、所定温度より低い場合には（ステップＳ８１１：ＮＯ）、決定した供給電力値の供給電力を、第一段階制御モードで供給するように、電磁誘導加熱制御部５６０に指示する（ステップＳ８１２）。

【0059】

さらに、スタンバイ温度制御が解除されていない場合には（ステップＳ８１４：ＮＯ）、定着制御部５４は、ステップＳ８０１の処理に移行する。スタンバイ温度制御は、操作パネルから印刷指示が入力されたり、電源オフ指示が入力されたり、印刷ジョブ終了後、所定時間（例えば、１５分）経過した場合に解除される。
又、ステップ８０２及びステップ８０３の判定結果が何れも否定的である場合（ステップＳ８０２：ＮＯ、ステップＳ８０３：ＮＯ）、定着制御部５４は、電力供給期間中である場合には（ステップＳ８０４：ＹＥＳ）、ステップＳ８０１の処理に移行し、電力供給期間中でない場合には（ステップＳ８０４：ＮＯ）、ステップＳ８０８の処理に移行する。

【0060】

又、ステップＳ８０８又はステップＳ８０９の判定結果が否定的である場合には（ステップＳ８０８：ＮＯ又はステップＳ８０９：ＮＯ）、定着制御部５４は、ステップＳ８０７の処理に移行する。
図９は、スタンバイ温度制御において、スタンバイ時電力制御処理により制御モードを切り換えた場合における、定着ローラーとスイッチング素子の温度と励磁コイルへの供給電力の経時変化を示す図である。図１０は、スタンバイ温度制御において、上記のスタンバイ時電力制御処理のように、制御モードの切り換えを行うことなく、制御モードを第一段階制御モードに固定した場合における、定着ローラーとスイッチング素子の温度と励磁コイルへの供給電力の経時変化を示す図である。

【0061】

図９に示すように、スタンバイ時電力制御処理により電力供給モードを切り換えた場合には、図１０の場合と比較してスイッチング素子５４０の温度上昇が抑えられ、段階制御を行っている期間に当該温度が素子上限温度を超えにくくなっている。
具体的には、図９では、スイッチング素子５４０の温度が素子上限温度を超えたのが２回であるのに対し、図１０では、７回である。さらに、図１０の場合の方が、素子上限温度を超えたときの温度がより高くなっている。

【0062】

このため、図９の場合には、スイッチング素子５４０のオン・オフのＰＷＭ制御が禁止された後の加熱禁止期間中に当該温度が素子基準温度まで冷却されるのに要する時間が図１０の場合に比較して短くなり、図１０の場合のように、当該温度が素子基準温度まで下降しない間に、定着ローラー５１の表面温度が定着下限温度を下回ることが少なくなっている。さらに、図１０の場合の方が、定着下限温度を下回ったときに、次の加熱期間が開始されるまでに到達する温度がより低くなっている。

【0063】

このように、段階制御期間中の供給電力の変化量が小さく、その分、耳障り音の発生を抑制する効果は高いが、スイッチング損失が大きい第一段階制御モードと、段階制御期間中の２００Ｗ以下の低電力の供給時間がなく、その分、スイッチング損失の発生を抑制することができるが、耳障り音の発生を抑制する効果が第一段階制御モードに比べて弱い第二段階制御モードとを、励磁コイル５３１への電力供給の禁止後のスイッチング素子５４０の温度状態に応じて切り換えて段階制御を行うことにより、耳障り音の発生と、スイッチング素子の温度上昇とをバランスよく抑制することができる。

【0064】

すなわち、段階制御を行うことにより、スタンバイ温度制御の期間中の耳障り音の発生を抑制しつつ、当該電力供給禁止後の温度が、所定温度以上で、次の加熱期間中に素子上限温度に達するおそれがあると推測される場合には、第二段階制御モードで段階制御が実行されるので、当該加熱期間中のスイッチング素子の温度上昇を適切なタイミングで抑制し、スイッチング素子５４０の温度上昇に起因する被加熱体の過剰な温度低下を抑制することができる。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。

【0065】

（１）本実施の形態では、スタンバイ時電力制御処理において、所定温度を７５℃としたが、所定温度は、素子上限温度と基準温度との間の温度であればよく、７５℃に限定されない。又、本実施の形態のスタンバイ時電力制御処理では、所定温度と比較対象となるスイッチング素子５４０の温度として、電力供給禁止後のスイッチング素子５４０の温度を用いることとしたが、当該比較対象となる温度は、電力供給禁止後のスイッチング素子５４０の温度に限定されず、電力供給期間中のスイッチング素子５４０の温度であってもよい。例えば、電力供給期間中のスイッチング素子５４０の温度を定着制御部５４が監視し、当該温度が電力供給期間中に所定温度以上になったか否かにより、図８のステップＳ８１１の判定を行うこととしてもよい。後述する変形例（２）〜（５）についても同様である。

【0066】

（２）本実施の形態では、第二段階制御モードにおいて、励磁コイル５３１への供給電力を、加熱期間の初期の場合は目標値（６００Ｗ）に達するまで３００Ｗずつ段階的に増加させ、加熱期間の終期の場合は当該供給電力を目標値（６００Ｗ）から０Ｗまで３００Ｗずつ段階的に減少させることとしたが、３００Ｗを超える範囲においては、供給電力が段階的に増加及び減少する際の供給電力の変化量を２００Ｗより小さくすることとしてもよい。

【0067】

例えば、加熱期間の初期の場合は、当該供給電力を０Ｗから３００Ｗまで増加させた後、１００Ｗずつ段階的に当該供給電力を目標値まで増加させ、加熱期間の終期の場合は、目標値から３００Ｗまでは、１００Ｗずつ段階的に減少させた後、３００Ｗから０Ｗまで減少させることとしてもよい。
又、図６の符号３の段階制御モードを第二段階制御モードとして用いることとしてもよい。

【0068】

これにより、段階制御において低電力（２００Ｗ）を超える範囲の供給電力が段階的に増加及び減少する際の供給電力の変化量が小さくなるので、段階制御時における耳障り音の発生をより抑制することができる。
（３）本実施の形態のスタンバイ時電力制御処理においては、第二段階制御モードを１種類としたが、第二段階制御モードを２種類以上設定し、励磁コイル５３１への電力供給禁止後のスイッチング素子５４０の温度に応じて、切り換えるべき第二段階制御モードを選択することとしてもよい。具体的には、上記のスイッチング素子５４０の温度が低くなるのに応じて第二段階制御モードにおいて規定される、２００Ｗ以下の低電力の供給時間が長くなるように、上記のスイッチング素子５４０の温度と各第二段階制御モードとを対応付けて、温度記憶部５４０３に記憶させておき、上記のスイッチング素子５４０の温度に対応する第二段階制御モードを、切り換えるべき第二段階制御モードとして選択することとしてもよい。

【0069】

例えば、第二段階制御モードとして、図６の符号３と４の段階制御モードを予め設定して記憶部５６０３に記憶しておき、各段階制御モードを上記電力供給禁止後のスイッチング素子５４０の温度（ｔｓｔ）の温度範囲と対応付けて（例えば、符号３の段階制御モードの識別子を、７５℃≦ｔｓｔ＜８０℃の温度範囲に、符号４の段階制御モード（本実施の形態の第二段階制御モード）の識別子を、ｔｓｔ≧８０℃の温度範囲にそれぞれ対応付けて）温度記憶部５４０３に記憶させ、ｔｓｔに対応する第二段階制御モードを切り換えるべき第二段階制御モードとして選択することとしてもよい。

【0070】

具体的には、図８のステップＳ８１１の判定結果が肯定的である場合に（ステップＳ８１１：ＹＥＳ）、定着制御部５４は、ｔｓｔに対応する段階制御モードの識別子の段階制御モードを、第二段階制御モードとして選択し、ステップＳ８１３において、決定した供給電力値の供給電力を、選択した第二段階制御モードで供給するように、電磁誘導加熱制御部５６０に指示することとしてもよい。

【0071】

これにより、スイッチング素子５４０の温度上昇の程度に応じて第二段階制御モードを選択することができるので、当該温度上昇の程度に応じて第二段階制御モードにおける、耳障り音の発生の抑制と、スイッチング素子の温度上昇の抑制という互いにトレードオフの関係にある両者の重み付けを、きめ細やかに調整することができる。
例えば、上記の例では、ｔｓｔが８０℃以上で、当該温度上昇の程度が非常に大きい場合には、図６の実験結果において最も当該温度上昇の抑制効果が大きい符号４の段階制御モードが第二段階制御モードとして選択される。又、ｔｓｔが、８０℃より低く、上記の場合に比べ当該温度上昇の程度が低い場合には、符号４の場合よりは当該温度上昇の抑制効果は、小さいが、耳障り音の発生の抑制効果が、符号４の場合よりも大きい図６の符号３の段階制御モードが第二段階制御モードとして選択される。

【0072】

このように、当該温度上昇の程度に応じて、互いにトレードオフの関係にある両者の重み付けを微調整することにより、段階制御期間中における耳障り音の発生と、スイッチング素子の温度上昇とをよりバランスよく抑制することができる。
（４）本実施の形態では、励磁コイル５３１と磁気結合される被加熱体として定着ローラー５１を用いたが、被加熱体は、定着ローラー５１に限定されない。例えば、被加熱体として、本実施の形態の電磁誘導発熱体層５１４、弾性体層５１５、離型層５１６とから構成され、周回走行する無端状の加熱ベルトを用いることとしてもよい。（１）、（２）（３）の変形例についても同様である。

【0073】

（５）本実施の形態では、スイッチング素子のデューティー比を変化させることにより、励磁コイル５３１への供給電力を変化させて段階制御を行うこととしたが、デューティー比を変化させる代わりに、ＰＷＭ信号の周波数を変化させることにより、励磁コイル５３１への供給電力を変化させて段階制御を行うこととしてもよい。（１）〜（４）の変形例についても同様である。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明は励磁コイルとキャパシターとを接続した共振回路への供給電力をスイッチング素子のオン・オフ制御により制御し、励磁コイルと磁気結合された被加熱体を電磁誘導加熱して熱定着動作を行う定着装置に関し、特にスイッチング損失が発生しやすい低電力供給時に、スイッチング素子のオン・オフ制御を実行する期間が間欠的に繰り返される定着装置における耳障り音の発生とスイッチング素子の温度上昇とを防止する技術として利用できる。

【符号の説明】

【0075】

１ プリンター
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５ 定着装置
５０ 電磁誘導加熱装置
５１ 定着ローラー
５２ 加圧ローラー
５３ 第一温度センサー
５４ 定着制御部
６０ 制御部
５００ 電磁誘導加熱回路
５１０ 整流回路
５２０ インバーター回路
５３０ 共振回路
５３１ 励磁コイル
５３２ キャパシター
５４０ スイッチング素子
５４１ 第二温度センサー
５５０ 電力検出回路
５６０ 電磁誘導加熱制御部
５７０ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】