[发明专利]感应加热定影装置和成像设备

说明书

本申请要求于2011年12月13日提交到日本专利局的第2011-272302号日本专利申请和2012年12月6日提交到韩国知识产权局的第2012-0141201号韩国专利申请的权益，其公开通过引用完整地包含于此。

技术领域

本发明总体构思涉及一种感应加热定影装置和成像设备。

背景技术

成像设备设置有用于将传送的调色剂图像定影到记录介质(诸如纸张)的定影装置。定影装置包括定影辊或定影带(加热辊)以及加压辊，定影辊或定影带(加热辊)用于将传送的调色剂热定影到纸张，加压辊压焊到定影辊或定影带以对纸张加压。

设置在定影辊或定影带内部或外部的具有用于对定影辊或定影带加热的感应加热线圈的感应加热定影装置被广泛使用。感应加热方法通过使感应加热线圈产生的磁通量流过定影辊或定影带的导体部分，以使涡电流流过定影辊或定影带的内部并利用所述涡电流产生的焦耳热对定影辊或定影带加热，来对定影辊或定影带加热。

现有技术的感应加热定影装置中的功率控制方法分为以下方法：利用LCR谐振电路控制驱动频率的方法；通过在谐振电路以谐振频率f谐振时执行PWM控制来控制电流量的方法。在专利文档1和2(专利文档1：JP2008-51951；专利文档2：JP 2008-145990)中公开了现有技术的通过控制驱动频率改变输出功率的方法。

在被设计为转换电流量的现有技术的感应加热定影装置900中，逆变电源的构造在图1中被示出，其中，感应加热定影装置900通过在谐振频率f的状态下执行PWM控制以控制电流量。来自AC电源901的电流被全波整流，通过噪声滤波器905，并被提供给半桥输出电路906。在图1中，标号902和903分别指示熔断器和浪涌电压保护压敏电阻。

半桥输出电路906是开关元件并且包括例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)、场效应晶体管(FET)等。

在图1的构造中，半桥输出电路906采用IGBT 907和908作为开关元件。LC串联谐振电路包括感应加热低耗线圈912和电容器913、914，并且LC串联谐振电路在高频电流流过由Ritz导线(包括细铜绞线的电线)组成的感应加热低耗线圈912时产生磁场。感应加热低耗线圈912产生的磁场集中到由高介电常数介质制成的定影辊或定影带，以使涡电流流过散热器的表面，从而定影辊或定影带自身产生热。

用于检测感应加热低耗线圈912的电流和相位差的电流互感器909的输出的驱动电压与IGBT 907和908输出的半桥的驱动电压(一侧)之间的相位比较由相位比较器928(例如，常用的PLL IC(74H4046等))来执行，并且相位比较器928的相位比较结果被输出到RC锯齿振荡型压控振荡器(VCO)929。VCO 929的振荡频率被反馈控制，以使电流互感器909的输出的驱动电压与半桥的输出的驱动电压之间的相位差消失。

在PWM控制器919中，通过CPU 915的比例积分微分(PID)控制器917的PID运算从散热器温度传感器911的信息计算的PWM占空值以及已经通过整流电路923整流的电流互感器909的输出被误差放大器920放大，放大的值和VCO 929的输出由比较器921比较，比较结果被输出到PWM驱动器922，PWM驱动器922可将PWM信号输出到光电二极管和光电晶体管923和924。

【现有技术文档】

专利文档1：公开号为2008-51951的日本专利申请；

专利文档2：公开号为2008-145990的日本专利申请。

在通过使用LCR谐振电路控制驱动频率的现有技术的感应加热定影装置的功率控制方法中，在谐振电路的谐振频率改变的情况下，无法像专利文档1中公开的发明那样，控制感应加热定影装置，并且为了应对这种情况，需要获得允许功率达到峰值的频率，并将获得的频率作为下限频率来控制。此外，在控制小功率时，频率过高，从而半桥输出元件的开关损耗可能增大，从而效率可能降低。作为一种解决方案，需要将功率控制方法划分为大功率控制方法、中功率控制方法和小功率控制方法。此外，当半桥元件在驱动频率偏离谐振频率的状态下开关时，不执行零电压开关，从而可能产生装置损耗，并且可能引起由于热产生导致的退化和热压裂。