(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ローラ内にコイルを有し、そのコイルから高周波磁界を発生させることにより加熱ローラに渦電流を生じさせ、渦電流損に基づく加熱ローラの自己発熱により記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、
前記コイルから高周波磁界を発生させるための高周波電流を出力する高周波発生回路と、
この高周波発生回路の出力を前記コイルに供給するための電線と、
この電線を囲む筒形状で、側面に多数の孔を有し、前記電線を磁気的にシールドするシールド部材と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加熱ローラ内にコイルを有し、そのコイルから高周波磁界を発生させることにより加熱ローラに渦電流を生じさせ、渦電流損に基づく加熱ローラの自己発熱により記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、
前記コイルから高周波磁界を発生させるための高周波電流を出力する高周波発生回路と、
この高周波発生回路の出力を前記コイルに供給するための電線と、
この電線を囲む筒形状で、側面が網状部材で形成され、前記電線を磁気的にシールドするシールド部材と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の定着装置において、
前記シールド部材は、素材がフェライトであることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の定着装置において、
前記高周波発生回路は、４０ＫＨｚ以外の周波数の高周波電流を出力することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
加熱ローラ内にコイルを有し、そのコイルから高周波磁界を発生させることにより加熱ローラに渦電流を生じさせ、渦電流損に基づく加熱ローラの自己発熱により記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、
前記コイルから高周波磁界を発生させるための高周波電流を出力する高周波発生回路と、
この高周波発生回路の出力を前記コイルに供給するための電線と、
この電線を磁気的にシールドするシールド部材と、
を備え、前記高周波発生回路は、交流電源電圧を整流する整流回路と、この整流回路の出力電圧を所定周波数の高周波電圧に変換し且つ前記シールド部材により前記電線と共に磁気的にシールドされるスイッチング回路と、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
加熱ローラ内にコイルを有し、そのコイルから高周波磁界を発生させることにより加熱ローラに渦電流を生じさせ、渦電流損に基づく加熱ローラの自己発熱により記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置において、
交流電源電圧を整流する整流回路、およびこの整流回路の出力電圧を所定周波数の高周波電圧に変換し且つ前記加熱ローラ内に設けられるスイッチング回路を有し、前記コイルから高周波磁界を発生させるための高周波電流を出力する高周波発生回路、
を備えることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コイルから高周波磁界を発生させ、その高周波磁界を発熱部材に与えることによりその発熱部材に渦電流を生じさせ、渦電流損に基づく発熱部材の自己発熱により記録媒体上の現像剤像を定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル技術を利用した画像形成装置いわゆる電子複写機は、原稿が載置された原稿台を露光し、その原稿台からの反射光量に対応する画像信号をＣＣＤ（電荷転送デバイス）型のラインセンサから得、そのラインセンサから得られる画像信号に応じたレーザ光を感光体ドラムに照射して感光体ドラムの周面に静電潜像を形成し、その静電潜像をあらかじめ帯電（負極性）がなされた現像剤（トナー）の付着により顕像化する。感光体ドラムには、その感光体ドラムの回転にタイミングを合わせて用紙が送られており、その用紙に感光体ドラム上の顕像（現像剤像）が転写される。こうして、現像剤像が転写された用紙は、定着装置に送られる。
【０００３】
定着装置は、加熱ローラと、この加熱ローラに接する加圧ローラとを備え、この両ローラ問に用紙を挟み込んでその用紙を搬送しながら、加熱ローラの熱によって用紙上の現像剤像を定着させる。
【０００４】
加熱ローラの熱源の一例として、誘導加熱装置がある。誘導加熱装置は、加熱ローラの内部に収容されるコイルと、このコイルに高周波電流を供給する高周波発生回路と、を備える。
【０００５】
高周波発生回路は、交流電源の電圧を整流する整流回路と、この整流回路の出力電圧（直流電圧）を所定周波数の高周波電圧に変換するスイッチング回路と、を備える。この高周波発生回路の出力端（スイッチング回路の出力端）に上記コイルが接続される。
【０００６】
高周波発生回路が動作すると、コイルに高周波電流が供給され、コイルから高周波磁界が発生する。この高周波磁界が加熱ローラに与えられて、加熱ローラに渦電流が生じる。そして、渦電流損に基づいて加熱ローラが自己発熱し、その発熱によって用紙上の現像剤像が定着される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高周波発生回路とコイルとの間には、高周波電流が流れる電線（いわゆる引き出し線）が存在する。この電線から発生する高周波磁界が、電線の周囲に存在する他の部品に作用し、その部品が不要に発熱してしまう心配がある。
【０００８】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、高周波磁界が他の部品に悪影響を及ぼす不具合を回避することができる定着装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の定着装置は、加熱ローラ内にコイルを有し、そのコイルから高周波磁界を発生させることにより加熱ローラに渦電流を生じさせ、渦電流損に基づく加熱ローラの自己発熱により記録媒体上の現像剤像を定着させるものであって、上記コイルから高周波磁界を発生させるための高周波電流を出力する高周波発生回路と、この高周波発生回路の出力を上記コイルに供給するための電線と、この電線を囲む筒形状で、側面に多数の孔を有し、上記電線を磁気的にシールドするシールド部材と、を備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［１］以下、この発明の第１実施例について説明する。
【００１１】
まず、図１は画像形成装置たとえば電子複写機の内部の構成を示している。
【００１２】
本体１の上部に原稿載置用の原稿台２があって、その原稿台２の上に自動原稿送り装置３が設けられている。自動原稿送り装置３は、原稿を一枚ずつ原稿台２の上面に自動送りする。
【００１３】
原稿台２の下面側にキャリッジ４が往復動自在に設けられている。このキャリッジ４に露光ランプ５が設けられており、その露光ランプ５が点灯しながらキャリッジ４が往動することにより、原稿台２の全面が露光走査される。
【００１４】
この露光走査により、原稿台２に載置されている原稿の反射光像が得られ、その反射光像が反射ミラー６，７，８および変倍用レンズブロック９を介してＣＣＤ（電荷転送デバイス）型のラインセンサ（以下、ＣＣＤセンサと称する）１０に投影される。ＣＣＤセンサ１０は、受光量に対応する電圧レベルの画像信号を出力する。この画像信号は、レーザユニット２７に送られる。レーザユニット２７は、画像信号に応じたレーザ光を発する。
【００１５】
本体１内に、感光体ドラム２０が回転自在に設けられる。この感光体ドラム２０の周囲に、帯電チャージャ２１、現像器２２、転写チャージャ２３、剥離チャージャ２４、クリーナ２５、除電器２６が順次に配設される。上記レーザユニット２７から発せられるレーザ光が、帯電チャージャ２１と現像器２２との間を通り、感光体ドラム２０の周面に照射される。
【００１６】
本体１内の底部に、複数の給紙カセット３０が設けられる。これら給紙カセット３０には、記録媒体であるコピー用紙Ｐがそれぞれ多数枚収容されている。
【００１７】
各給紙カセット３０には、コピー用紙Ｐを１枚ずつ取出すためのピックアップローラ３１が設けられている。
【００１８】
コピー時、各給紙カセット３０のいずれか１つからコピー２０用紙Ｐが一枚ずつ取出される。取出されたコピー用紙Ｐは、分離器３２により給紙カセット３０から分離され、レジストローラ３３に送られてそこで感光体ドラム２０の回転を待つ。レジストローラ３３は、感光体ドラム２０の回転にタイミングを合わせて、コピー用紙Ｐを転写チャージャ２３と感光体２５ドラム２０との間に送り込む。
【００１９】
感光体ドラム２０は、コピー時、図示時計方向に回転する。帯電チャージャ２１は、高圧電源部（図示しない）から供給される高電圧を感光体ドラム２０に印加し、感光体ドラム２０の表面に静電荷を帯電させる。この帯電と、感光体ドラム２０に対するレーザユニット２７からのレーザ光の照射とにより、感光体ドラム２０上に静電潜像が形成される。
【００２０】
現像器２２は、感光体ドラム２０に現像剤を供給する。この現像剤の供給により、感光体ドラム２０上の静電潜像が顕像化される。転写チャージャ２３は、レジストローラ３３から送り込まれるコピー用紙Ｐに対し、感光体ドラム２０上の顕像（現像剤像）を転写する。転写が済んだコピー用紙Ｐは剥離チャージャ２４によって感光体ドラム２０から剥離される。剥離されたコピー用紙Ｐは、搬送ベノレト３４によって定着装置４０に送られる。
【００２１】
定着装置４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備え、この両ローラ間にコピー用紙Ｐを挟み込んでそのコピー用紙Ｐを搬送しながら、加熱ローラ４１の熱によってコピー用紙Ｐ上の現像剤像を定着させる。定着装置４０を経たコピー用紙Ｐは、搬送ローラ３５によってトレイ３６に排出される。
【００２２】
定着装置４０の具体的な構成を図２に示す。
【００２３】
コピー用紙Ｐの搬送路を上下に挟む位置に、導電性の加熱ローラ４１およびこの加熱ローラ４１に対し加圧状態で転接する加圧ローラ４２が設けられている。両ローラ４１，４２の転接部は一定のニップ幅を持つように維持される。
【００２４】
加熱ローラ４１は矢印方向に回転駆動される。加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１の回転を受けて、矢印方向に回転する。この加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との転接部（定着ポイント）をコピー用紙Ｐが通過し、かつコピー用紙Ｐが加熱ローラ４１から熱を受けることにより、コピー用紙Ｐ上の現像剤像Ｔがコピー用紙Ｐに定着される。
【００２５】
加熱ローラ４１の周囲に、コピー用紙Ｐを加熱ローラ４１から剥離させる剥離爪４３、加熱ローラ４１上に残るトナーおよび紙屑等のごみを除去するクリーニング部材４４、加熱ローラ４１の表面温度Ｔｒを検知するサーミスタ４５、加熱ローラ４１の表面に離型剤を塗布する離型剤塗布装置４６が配設される。
【００２６】
加熱ローラ４１の内部に、熱源として誘導加熱装置５０が収容される。誘導加熱装置５０は、コア５１、およびこのコア５１に装着されたコイル５２を備え、コイル５２から高周波磁界を発生させ、その高周波磁界によって加熱ローラ４１を誘導加熱する。
【００２７】
すなわち、後述の高周波発生回路６１からコイル５２に高周波電流が供給されることにより、コイル５２から高周波磁界が発生し、この高周波磁界によって加熱ローラ４１に渦電流が生じ、渦電流と加熱ローラ４１の抵抗とによる渦電流損に基づき、加熱ローラ４１が自己発熱する。
【００２８】
図３に示すように、コア５１の両端部にそれぞれ支持部材５３が取付けられ、その各支持部材５３が本体１の固定用板金（図示しない）に固定されている。これら支持部材５３により、誘導加熱装置５０が加熱ローラ４１とは別個に支持される。
【００２９】
図４に示すように、コイル５２の両端から電線（いわゆる引き出し線）５２ａ，５２ｂが導出され、その電線５２ａ，５２ｂが誘導加熱装置側回路基板６０に接続される。そして、電線５２ａ，５２ｂを磁気的にシールドするためのシールド部材７０が、電線５２ａ，５２ｂを囲む状態に設けられる。
【００３０】
シールド部材７０は、図５に示すように、筒形状を有している。また、シールド部材７０の側面の厚さＤは、十分なシールド効果が得られる値に設定されている。
【００３１】
とくに、シールド部材７０は、電線５２ａ，５２ｂから発せられる磁界を受けても渦電流が生じ難い構造として、側面に多数の孔７１を有する。
【００３２】
上記回路基板６０は、図６に示すように、商用交流電源８０に接続される入力端子６１ａ，６１ｂ、この入力端子６１ａ，６１ｂに接続された高周波発生回路６１、この高周波発生回路６１の出力端に接続された出力端子６４ａ，６４ｂ、入力端子６１ａ，６１ｂに接続された定電圧回路６５、この定電圧回路６５の出力端に接続された駆動制御部６６、この駆動制御部６６と本体側回路基板９０との間のデータ送受信を賄うインタフェース６７、上記サーミスタ４５の検知温度データを上記駆動制御部６６に取り込むための入力端子６８を備える。
【００３３】
整流回路６２は、商用交流電源８０の電圧を整流する。スイッチング回路６３は、整流回路６２の出力電圧（直流電圧）を所定周波数の高周波電圧に変換する。定電圧回路６５は、整流回路６２の出力電圧を駆動制御部６６の動作に適した一定レベルに調整して出力する。駆動制御部６６は、本体側回路基板９０の制御部９１から送出される指令に応じて、スイッチング回路６３に対する駆動を制御する。
【００３４】
この回路基板６０の出力端子６４ａ，６４に、上記電線５２ａ，５２ｂが接続されている。
【００３５】
本体側回路基板９０は、商用交流電源８０に接続されている。本体側回路基板９０には、制御部９１のほかに、図示していないが、本体１の各電気回路部が搭載されている。
【００３６】
制御部９１および駆動制御部６６の制御を図７のフローチャートに示す。
【００３７】
商用交流電源８０がオンされると（ステップ１０１のＹＥＳ）、サーミスタ４５の検知温度（加熱ローラ４１の表面温度）Ｔｒと設定値たとえば１８０℃とが比較される（ステップ１０２）。
【００３８】
検知温度Ｔｒが１８０℃未満の場合（ステップ１０２のＹＥＳ）、４０ＫＨｚ以外の周波数たとえば２０ＫＨｚの周波数の高周波電流がコイル５２に流れるよう、スイッチング回路６３が駆動される（ステップ１０３）。４０ＫＨｚの高周波磁界は、本体１内の他の部位の動作に悪影響を与えるという不具合があるため、その発生を禁止している。
【００３９】
検知温度Ｔｒが１８０℃以上になると（ステップ１０２の２５ＮＯ）、スイッチング回路６３の駆動が停止される（ステップ１０４）。
【００４０】
コピーが開始されると（ステップ１０５のＹＥＳ）、２０ＫＨｚの周波数の高周波電流がコイル５２に流れるように、かつ検知温度Ｔｒが１８０℃一定となるよう、スイッチング回路６３が駆動される（ステップ１０６）。
【００４１】
コピーが終了したとき（ステップ１０７のＹＥＳ）、商用交流電源８０がオン状態であれば（ステップ１０８のＮＯ）、上記ステップ１０２からの処理が繰り返される。
【００４２】
以上のように、電線５２ａ，５２ｂをシールド部材７０によって磁気的にシールドすることにより、電線５２ａ，５２ｂから高周波磁界が発生しても、その高周波磁界が他の部品に作用してその部品が不要に発熱してしまう不具合を回避することができる。
【００４３】
しかも、シールド部材７０は、側面に多数の孔７１を有しているので、電線５２ａ，５２ｂから発生する磁界を受けても渦電流が生じ難い。したがって、シールド部材７０の温度上昇を防ぐことができ、本体１内の点検時に係員がシールド部材７０に触れた場合でも安全である。
【００４４】
［２］第２実施例について説明する。
【００４５】
図８に示すように、シールド部材７０の側面が網状部材で形成されている。他の構成は第１実施例と同じである。
【００４６】
シールド部材７０の側面は、網状部材で形成されているので、電線５２ａ，５２ｂから発生する高周波磁界を受けても、渦電流が生じ難い。しかも、網状部材の各線の相互間隔Ｍとして、渦電流が生じ難い最適な値（実験で確かめられた値）に選定されている。
【００４７】
したがって、シールド部材７０の温度上昇を防ぐことができ、本体１内の点検時に係員がシールド部材７０に触れた場合でも安全である。
【００４８】
［３］第３実施例について説明する。
【００４９】
図９に示すように、円筒形状のシールド部材７０が採用される。そして、電線５２ａ，５２ｂがシールド部材７０の軸心とほぼ同じ位置を通るように、シールド部材７０が上記支持部材５３に支持される。
【００５０】
この支持により、シールド部材７０の側面と電線５２ａ，５２ｂとの間には、距離Ｒが確保される。距離Ｒは、シールド部材７０の側面に渦電流が生じ難い最適な値（実験で確かめられた値）に設定されている。他の構成は第１実施例と同じである。
【００５１】
したがって、シールド部材７０の温度上昇を防ぐことができ、本体１内の点検時に係員がシールド部材７０に触れた場合でも安全である。
【００５２】
［４］第４実施例について説明する。
【００５３】
シールド部材７０の素材として、フェライトが採用される。他の構成は第１実施例と同じである。
【００５４】
フェライトは、電線５２ａ，５２ｂから発生する高周波磁界を受けても渦電流が生じ難い。したがって、シールド部材７０の温度上昇を防ぐことができ、本体１内の点検時に係員がシールド部材７０に触れた場合でも安全である。
【００５５】
［５］第５実施例について説明する。
【００５６】
図１０に示すように、回路基板６０と加熱ローラ４１との間の電線５２ａ，５２ｂが、高周波発生回路６１から出力される高周波電流の周波数に基づく所定の長さＬに設定される。この長さＬの設定により、電線５２ａ，５２ｂから５磁界が発生し難くなる。他の構成は第１実施例と同じである。
【００５７】
回路基板６０上の導電パターンおよび電線５２ａ，５２ｂの長さを、高周波発生回路６１から出力される高周波電流の周波数に基づく所定の長さＬ´に設定するようにしてもよい。この長さＬ´の設定により、電線５２ａ，５２ｂから磁界が発生し難くなる。
【００５８】
電線５２ａ，５２ｂから磁界が発生し難いので、これに伴い、シールド部材７０の側面に渦電流が生じ難くなる。したがって、シールド部材７０の温度上昇を防ぐことができ、本体１内の点検時に係員がシールド部材７０に触れた場合でも安全である。
【００５９】
［６］第６実施例について図１１，図１２により説明する。
【００６０】
回路基板６０の一部には、スイッチング回路６３の出力端と出力端子６４ａ，６４ｂとを導通させるための導電パターン６３ａ，６３ｂが存在する。
【００６１】
そこで、回路基板６０の一部が、電線５２ａ，５２ｂと共に、シールド部材７０によって磁気的にシールドされる。
【００６２】
この構成により、配線パターン６３ａ，６３ｂおよび電線５２ａ，５２ｂから高周波磁界が発生しても、その高周波磁界が他の部品に作用してその部品が不要に発熱してしまう不具合を回避することができる。
【００６３】
この場合、第１実施例と同じくシールド部材７０に多数の孔７１を形成したり、あるいは第２実施例と同じくシールド部材７０の側面を網状部材で形成したり、あるいは第３実施例と同じくシールド部材７０の側面と電線５２ａ，５２ｂとの問に距離Ｒを確保したり、あるいは第４実施例と同じくシールド部材７０の素材としてフェライトを採用すれば、シールド部材７０の温度上昇を防ぐことができ、本体１内の点検時に係員がシールド部材７０に触れた場合でも安全である。
【００６４】
［７］第７実施例について説明する。
【００６５】
図１３に示すように、スイッチング回路６３が加熱ローラ４１内に設けられる。結果的に、電線５２ａ，５２ｂが加熱ローラ４１内に収容される。
【００６６】
回路基板６０は、スイッチング回路６３に駆動信号を供給１５するための出力端子６９を備える。この出力端子６９にスイッチング回路６３が接続される。
【００６７】
この構成によれば、スイッチング回路６３および電線５２ａ，５２ｂから高周波磁界が発生しても、その高周波磁界が他の部品に作用してその部品が不要に発熱してしまう不具合を回避することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、高周波磁界が他の部品に悪影響を及ぼす不具合を回避することができる定着装置を提供提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施例に係る電子複写機の全体的な構成１５を示す図。
【図２】各実施例の構成を示す図。
【図３】各実施例の要部の構成を示す図。
【図４】第１および第２実施例におけるシールド部材の配置を示す図。
【図５】第１実施例におけるシールド部材の構成を示す図。
【図６】第１実施例における電気回路のブロック図。
【図７】各実施例の制御を示すフローチャート。
【図８】第２実施例におけるシールド部材の構成を示す図。
【図９】第３実施例におけるシールド部材の構成を示す図。
【図１０】第５実施例における電気回路のブロック図。
【図１１】第６実施例におけるシールド部材の配置を示す図。
【図１２】第６実施例における電気回路のブロック図。
【図１３】第７実施例における電気回路のブロック図。
【符号の説明】
１…本体、２…原稿台、１０…ＣＣＤセンサ、２０…感光体ドラム、２７…レーザユニット、４０…定着装置、４１…加熱ローラ、４２…加圧ローラ、４５…サーミスタ、５０…誘導加熱装置、５１…コア、５２…コイル、５２ａ，５２ｂ…電線、５３…支持部材、６０…回路基板、６２…整流回路、６３…スイッチング回路、６５…定電圧回路、６６…駆動制御部、７０…シールド部材、８０…商用交流電源、９０…本体側回路基板
【図１】
0003550582.tif 000002
【図２】
0003550582.tif 000003
【図３】
0003550582.tif 000004
【図４】
0003550582.tif 000005
【図５】
0003550582.tif 000006
【図６】
0003550582.tif 000007
【図７】
0003550582.tif 000008
【図８】
0003550582.tif 000009
【図９】
0003550582.tif 000010
【図１０】
0003550582.tif 000011
【図１１】
0003550582.tif 000012
【図１２】
0003550582.tif 000013
【図１３】
0003550582.tif 000014