(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響を除去すると共に、省エネルギー化に対応しながら急加熱が可能とすること。【解決手段】電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイル２０６に交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段を有する定着ローラ１０９を備える加熱装置の周囲を、記録紙１０５の搬送路を開閉するシャッター５０１を有するシールド部材で覆い、定着ローラ１０９の温度が略定着温度に到達するまではシャッター５０１を閉じた状態でコイル２０６に最大限の交流電流を流す一方、定着ローラ１０９の温度が略定着温度に到達した後は当該温度を維持できる最小限の交流電流をコイル２０６に流しシャッター５０１を開いて記録紙１０５を取り込む。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は当該定着手段の温度を維持できる最小限の交流電流を前記コイルに流し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込むことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記交番磁束発生手段は、前記定着手段による記録紙に対する定着処理が終わった後に前記コイルに対して交流電流を流すのを停止することを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、前記定着手段の近傍に配置され当該定着手段に対して放射する光又は熱によって当該定着手段を加熱する加熱手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は前記加熱手段による加熱処理で当該定着手段の温度を維持し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込むことを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
前記シャッター手段は、開いた状態で記録紙を前記定着手段に案内するガイドとして機能することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項５】
記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は当該定着手段の温度を維持できる最小限の交流電流を前記コイルに流し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記交番磁束発生手段は、前記定着手段による記録紙に対する定着処理が終わった後に前記コイルに対して交流電流を流すのを停止することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、前記定着手段の近傍に配置され当該定着手段に対して放射する光又は熱によって当該定着手段を加熱する加熱手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は前記加熱手段による加熱処理で当該定着手段の温度を維持し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記シャッター手段は、開いた状態で記録紙を前記定着手段に案内するガイドとして機能することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導加熱方式を用いた加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタの定着ユニットに備えられた定着ローラの加熱装置においては、定着ローラ内部にハロゲンヒータを配置し、このハロゲンヒータを通電することで定着ローラを内面から加熱する方式が一般的に採用されている。しかしながら、この方式を用いた場合には、ハロゲンヒータから放射される光を定着ローラの内壁で輻射熱として利用しているため、定着ローラが十分に加熱するまでに時間がかかるという問題が生じていた。
【０００３】
また、この方式では、利用者がプリント要求を行ってからプリント終了までの待ち時間を短縮するためには、プリントしていない状態においてもハロゲンヒータを常時予備加熱しておく必要がある。このため、本来プリントに使われるエネルギーに対して遙かに大きなエネルギーを消費し、プリント要求に備えている。
【０００４】
一方、近年、省エネルギー指向の高まりにより、予備加熱の必要がなく短時間で加熱することのできる定着ユニットとして、電磁誘導加熱（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｈｅａｔｉｎｇ　：ＩＨ）を用いた加熱方式（以下、「ＩＨ方式」という）を用いたものが研究されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＩＨ方式では、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響、すなわち、周囲の電子機器の誤動作やノイズの問題、人体に与える電磁波の影響が無視できない状況である。
【０００６】
これらの装置外部に与える影響は、急速に加熱するためにフルパワーで加熱した場合に特に顕著である。また、磁界の変動は、例えば、装置外部への影響を考慮して定着ユニットをシールド部材で覆ったとしても小さな開口部があれば、そこから漏出してしまう等、対策が非常に困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響を除去すると共に、省エネルギー化に対応しながら急加熱が可能な加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段を有する定着手段を備える加熱装置の周囲を、記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段を有するシールド手段で覆い、定着手段の温度が略定着温度に到達するまではシャッター手段を閉じた状態でコイルに最大限の交流電流を流す一方、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は当該温度を維持できる最小限の交流電流をコイルに流しシャッター手段を開いて記録紙を取り込むようにしたものである。
【０００９】
これによれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流をコイルに流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッターを閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合に交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００１０】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で定着し手段の温度を維持し、記録紙上のトナーを定着する際にはこの状態でシャッターを開いている。このため、シールド手段を開く場合にはコイルに流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る加熱装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は当該定着手段の温度を維持できる最小限の交流電流を前記コイルに流し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込む構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流をコイルに流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッター手段を閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合には交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００１３】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で定着シ手段の温度を維持し、記録紙上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター手段を開いている。このため、シールド手段を開く場合にはコイルに流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る加熱装置において、前記交番磁束発生手段は、前記定着手段による記録紙に対する定着処理が終わった後に前記コイルに対して交流電流を流すのを停止する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、定着処理が終わり次第、コイルに交流電流を流すのを停止しているため、記録紙の搬送の際にシャッター手段を開いた状態としたとしても、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００１６】
本発明の第３の態様に係る加熱装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、前記定着手段の近傍に配置され当該定着手段に対して放射する光又は熱によって当該定着手段を加熱する加熱手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は前記加熱手段による加熱処理で当該定着手段の温度を維持し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込む構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッター手段を閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合には交番磁束発生手段による電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００１８】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は、加熱手段による加熱処理に切り替えて定着手段の温度を維持し、記録紙上のトナーを定着する際にはこの状態でシャッターを開くようにしている。このため、シャッター手段を開いたとしても、コイルに交流電流が流れていないため、電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを確実に防止することができる。
【００１９】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る加熱装置において、前記シャッター手段は、開いた状態で記録紙を前記定着手段に案内するガイドとして機能する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、交番磁束発生手段による装置外部への影響を除去するためのシールド手段の一部を構成するシャッター手段に記録紙のガイドとしての機能を備えさせている。これにより、装置の部品点数を削減することができる。
【００２１】
本発明の第５の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は当該定着手段の温度を維持できる最小限の交流電流を前記コイルに流し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込む構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流をコイルに流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッター手段を閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合には交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００２３】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で定着手段の温度を維持し、記録紙上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター手段を開いている。このため、シールド手段を開く場合にはコイルに流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００２４】
本発明の第６の態様は、第５の態様に係る画像形成装置において、前記交番磁束発生手段は、前記定着手段による記録紙に対する定着処理が終わった後に前記コイルに対して交流電流を流すのを停止する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、定着処理が終わり次第、コイルに交流電流を流すのを停止しているため、記録紙の搬送の際にシャッター手段を開いた状態としたとしても、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００２６】
本発明の第７の態様に係る画像形成装置は、記録紙上のトナーを熱溶融させるための電磁誘導発熱部を有する定着手段と、前記電磁誘導発熱部の近傍に配置したコイルに交流電流を流すことで生じる交番磁束を作用させて当該電磁誘導発熱部に発生する渦電流により当該電磁誘導発熱部を発熱させる交番磁束発生手段と、前記交番磁束発生手段による電界又は磁界の変動が装置外部に流出するのを防止するシールド手段と、前記シールド手段の一部を構成し記録紙の搬送路を開閉するシャッター手段と、前記定着手段の近傍に配置され当該定着手段に対して放射する光又は熱によって当該定着手段を加熱する加熱手段と、を具備し、前記定着手段の温度が略定着温度に到達するまでは前記シャッター手段を閉じた状態で前記コイルに最大限の交流電流を流す一方、前記定着手段の温度が略定着温度に到達した後は前記加熱手段による加熱処理で当該定着手段の温度を維持し前記シャッター手段を開いて記録紙を取り込む構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、定着手段の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド手段の一部を為すシャッター手段を閉じた状態としている。このため、コイルに最大限の交流電流を流す場合には交番磁束発生手段による電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００２８】
また、定着手段の温度が略定着温度に到達した後は、加熱手段による加熱処理に切り替えて定着手段の温度を維持し、記録紙上のトナーを定着する際にはこの状態でシャッターを開くようにしている。このため、シャッター手段を開いたとしても、コイルに交流電流が流れていないため、電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを確実に防止することができる。
【００２９】
本発明の第８の態様は、第５から第７のいずれかの態様に係る画像形成装置において、前記シャッター手段は、開いた状態で記録紙を前記定着手段に案内するガイドとして機能する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、交番磁束発生手段による装置外部への影響を除去するためのシールド手段の一部を構成するシャッター手段に記録紙のガイドとしての機能を備えさせている。これにより、装置の部品点数を削減することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置の感光体周辺の構成を示す概略構成図である。感光体１０１の周辺には、感光体１０１を帯電させる帯電ローラ１０２と、ポリゴンミラー等を介して感光体１０１の所定位置にレーザー光を照射させるレーザー回路１０３と、レーザー光が照射して表面電位が低下した部分に現像剤であるトナー（Ｔ）を付着させる現像器１０４と、感光体１０１の表面上に付着したトナー（Ｔ）を搬送される記録紙１０５に転写させる転写ローラ１０６と、記録紙１０５への転写後に感光体１０１の表面に残る廃トナーを除去するクリーニングユニット１０７とが配置されている。
【００３３】
トナー（Ｔ）が転写された記録紙１０５の搬送先に、本実施の形態に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が配置されている。定着ユニット１０８は、定着ローラ１０９と、定着ローラ１０９に対向配置された加圧ローラ１１０と、を備えている。定着ローラ１０９が記録紙１０５の記録面に熱を加え、加圧ローラ１１０が記録紙１０５を定着ローラ１０９との間で押圧することによりトナー（Ｔ）が記録紙１０５に定着する。
【００３４】
本実施の形態に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が備える定着ローラ１０９は、電磁誘導加熱方式（ＩＨ方式）を採用している。これは交番磁束発生手段、例えば、磁性体である芯材と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、その磁場内に配置された導電部材（誘導磁性材、磁界吸収導電材）の中の導電層に渦電流を発生させるものである。この渦電流が導電層の電気抵抗によって熱（ジュール熱）に変換され、結果的に被加熱材に密着する導電部材のみが発熱する加熱方式である。
【００３５】
即ち、変動する磁界が導電部材中を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界を発生させるように導電部材の導電層には渦電流が発生する。この渦電流が導電部材の導電層の表皮抵抗により、表皮抵抗に比例した電力で導電部材の導電層を発熱させる。このように導電部材の表層近くを直接発熱させるので、導電部材の熱伝導率、熱容量によらず急速に加熱できるという利点がある。これにより、結果として省エネルギー性・高速性に優れた加熱装置が実現される。
【００３６】
本実施の形態の加熱装置が備える定着ローラ１０９の構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本加熱装置が備える定着ローラ１０９の周辺の構成を示す斜視図であり、図３は、定着ローラ１０９の周辺の構成を示す側断面図である。
【００３７】
図２及び図３に示すように、定着ローラ１０９は、定着ユニット１０８の筐体に軸受け２０１を介して回転自在に支持されている。その一端には、図示しない駆動ギヤに噛合するギヤ２０２が設けられている。
【００３８】
定着ローラ１０９の周面は、例えば、鉄などの導電性の素材で構成された発熱パイプ２０３から構成され、その表面に弾性層２０４を有する。弾性層２０４の表面の上方近傍であって、中央領域に磁性体であるコイルベース２０５が配置され、このコイルベース２０５にコイル２０６が巻回されている。
【００３９】
このように配置されたコイル２０６に交流電流を流すと、コイル２０６の周辺に図４に示すような交番磁束が発生する。コイル２０６は、この交番磁束が発熱パイプ２０３を横切る位置に配置されている。この交番磁束が横切る際に発熱パイプ２０３内に渦電流が発生し、この渦電流により発熱パイプ２０３が急速に加熱される。
【００４０】
図５は、本実施の形態の加熱装置としての定着ユニット１０８の構成を示す拡大図である。
【００４１】
定着ユニット１０８において、上述の定着ローラ１０９及び加圧ローラ１１０を収納する筐体は、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動のシールド部材としての機能を有する。このシールド部材は、鉄やフェライト等の透磁率の高い素材で構成される。このシールド部材により、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響が除去される。
【００４２】
トナー（Ｔ）が転写された記録紙１０５が定着ユニット１０８に進入する位置、並びに定着ユニット１０８から記録紙１０５が排出される位置に、それぞれシールド部材の一部を構成するシャッター５０１及び５０２が設けられている。それぞれのシャッター５０１及び５０２にはソレノイド５０３及び５０４が連結されている。ソレノイド５０３及び５０４が一端を図中矢印方向に引き付け又は解放することで、一定位置間をシャッター５０１及び５０２が移動する。これにより、定着ユニット１０８内における記録紙１０５の搬送路が解放又は遮断される。
【００４３】
シャッター５０１は、その一端をソレノイド５０３によって引き付けられると、定着ユニット１０８の内側の一定位置まで移動し、記録紙１０５のガイドとして機能する。このように電磁誘導加熱を行う場合の装置外部への影響を除去するためのシャッター５０１に記録紙１０５のガイドとしての機能を備えさせている。これにより、定着ユニット１０８の部品点数を削減することができる。
【００４４】
次に、このような構成を有する実施の形態１に係る加熱装置における定着動作について説明する。図６は、実施の形態１に係る加熱装置における定着動作を説明するためのフロー図である。
【００４５】
利用者により電源が投入された後、プリント要求を受けると、本実施の形態の定着ユニット１０８は、まず、ソレノイド５０３及び５０４によりシャッター５０１及び５０２を閉じた状態にする（ＳＴ６０１）。
【００４６】
シャッター５０１及び５０２を閉じた状態にしたならば、定着ユニット１０８は、発熱パイプ２０３の上方に配置されたコイル２０６に最大限の交流電流を流す（コイルフルパワー加熱）（ＳＴ６０２）。このとき、コイル２０６の周辺には図４に示すような交番磁束が発生し、この交番磁束が発熱パイプ２０３を横切った状態となる。これにより、発熱パイプ２０３内に渦電流が発生し、発熱パイプ２０３が急速に加熱されていく。このようにコイル２０６に交流電流を流すことで発熱パイプ２０３を加熱することをコイル加熱と呼ぶものとする。
【００４７】
このように発熱パイプ２０３の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド部材の一部を為すシャッター５０１及び５０２は閉じた状態となっている。このため、電磁誘導加熱を行う場合における電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすことはない。
【００４８】
発熱パイプ２０３の温度が略定着温度に到達したならば（ＳＴ６０３）、定着ユニット１０８は、コイル２０６に流していた交流電流を最大限から、発熱パイプ２０３の温度を略定着温度に維持できる最小限の交流電流に切り替える（コイル加熱パワーダウン）（ＳＴ６０４）。なお、発熱パイプ２０３が略定着温度に到達したか否かは、例えば、コイル２０４にフルパワーで交流電流を所定時間流したかで判断される。
【００４９】
コイル２０６に最小限の交流電流を流した状態に切り替えると、定着ユニット１０８は、ソレノイド５０３及び５０４によりシャッター５０１及び５０２を開いた状態にする（ＳＴ６０５）。これ以降、シャッター５０１及び５０２が開いた状態となるが、コイル２０６には最小限の交流電流が流れているため、電界・磁界の変動の装置外部への影響は最小限に抑えられる。
【００５０】
シャッター５０１が開くと、定着ユニット１０８は、不図示の搬送機構により送り込まれた記録紙１０５を取り込む（ＳＴ６０６）。なお、記録紙１０５を定着ユニット１０８に取り込むタイミングとしては、シャッター５０１及び５０２が開いた直後に行うのが望ましい。シャッター５０１及び５０２が開いた直後に記録紙１０５を取り込むことで、装置外部への影響をより低減する加熱装置を提供することができる。
【００５１】
そして、定着ローラ１０９と加圧ローラ１１０のニップ部分を記録紙１０５が通過する際、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）が記録紙１０５に定着される（ＳＴ６０７）。
【００５２】
定着ローラ１０９と加圧ローラ１１０のニップ部分を記録紙１０５の後端まで通過すると、定着ユニット１０８は、コイル２０６に流していた交流電流を停止する（ＳＴ６０８）。このように定着処理が終わり次第、コイル２０６に交流電流を流すのを停止している。このため、記録紙１０５の搬送の際にシャッター５０１及び５０２を開いた状態としたとしても、電界・磁界の変動が装置外部へ影響を及ぼすことがない。
【００５３】
コイル２０６に交流電流を流すのを停止した後、定着ユニット１０８は、記録紙１０５を排出し（ＳＴ６０９）、定着動作を終了する。このようにして実施の形態１の定着ユニット１０８における定着動作が行われる。
【００５４】
このように実施の形態１に係る加熱装置によれば、発熱パイプ２０３の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド部材の一部を為すシャッター５０１及び５０２を閉じた状態としている。このため、コイル２０６に最大限の交流電流を流す場合には電磁誘導加熱を行う場合における電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００５５】
また、発熱パイプ２０３の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で発熱パイプ２０３をこの温度に維持し、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター５０１及び５０２を開いている。このため、シールド部材を開く場合にはコイル２０６に流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００５６】
なお、実施の形態１に係る加熱装置では、シャッター５０２を回転動作によって開閉する場合について説明している。しかし、これに限定されず、図７に示すように、往復動作でシャッター５０２を開閉するようにしてもよい。この場合でも、実施の形態１と同様の効果を得られることはいうまでもない。
【００５７】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る加熱装置が、発熱パイプ２０３が定着温度に到達した後、最小限ながら交流電流をコイル２０６に流すことで発熱パイプ２０３を略定着温度に維持するのに対し、実施の形態２に係る加熱装置は、発熱パイプ２０３内に備えたハロゲンヒータで発熱パイプ２０３を略定着温度に維持する点で相違する。
【００５８】
図８は、実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニット１０８の構成を示す拡大図である。図９は、実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が備える定着ローラの周辺の構成を示す側断面図である。図８及び図９において、それぞれ図５及び図３と同一の符号を付したものは、同様の構成であるものとし、その説明を省略する。
【００５９】
図８及び図９に示すように、実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が備える定着ローラ１０９の内部には、ハロゲンヒータ８０１が配置されている。ハロゲンヒータ８０１を通電することで、発熱パイプ２０３を内面から加熱することができる。このハロゲンヒータ８０１により発熱パイプ２０３を加熱することをヒータ加熱と呼ぶものとする。実施の形態２に係る加熱装置では、このハロゲンヒータ８０１を用いて略定着温度に到達した後の発熱パイプ２０３をこの温度に維持する。
【００６０】
次に、このような構成を有する実施の形態２に係る加熱装置における定着動作について説明する。図１０は、実施の形態２に係る加熱装置における定着動作を説明するためのフロー図である。
【００６１】
実施の形態２の定着ユニット１０８において、利用者のプリント要求を受けた後、発熱パイプ２０３を略定着温度に到達させるまでの動作（ＳＴ６０１〜ＳＴ６０３）、並びに、シャッター５０１及び５０２を開いて記録紙１０５を取り込んだ後、記録紙１０５にトナー（Ｔ）を定着するまでの動作（ＳＴ６０５〜ＳＴ６０７）は、実施の形態１と同様である。
【００６２】
実施の形態２の定着ユニット１０８は、発熱パイプ２０３が略定着温度に到達した後（ＳＴ６０３）、実施の形態１のようにコイル２０６に流す交流電流を下げるのでなく、コイル２０６に交流電流を流すのを停止し、ハロゲンヒータ８０１に通電することで発熱パイプ２０３を加熱する。すなわち、コイル加熱からヒータ加熱に切り替える（ＳＴ１００１）。
【００６３】
また、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）がその後端まで定着された後（ＳＴ６０７）、実施の形態２の定着ユニット１０８は、ハロゲンヒータ８０１への通電を停止する（ＳＴ１００２）。そして、記録紙１０５が定着ユニット１０８から排出した後（ＳＴ１００３）、定着動作を終了する。このようにして実施の形態２の定着ユニット１０８における定着動作が行われる。
【００６４】
このように実施の形態２に係る加熱装置によれば、実施の形態１に係る加熱装置と同様に、発熱パイプ２０３の温度を略定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド部材の一部を為すシャッター５０１及び５０２を閉じた状態としている。このため、コイル２０６に最大限の交流電流を流す場合には電磁誘導加熱を行う場合における電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００６５】
また、発熱パイプ２０３の温度が略定着温度に到達した後は、コイル加熱からヒータ加熱に切り替えて発熱パイプ２０３をこの温度に維持し、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター５０１及び５０２を開くようにしている。このため、シャッター５０１及び５０２を開いたとしても、コイル２０６に交流電流が流れていないため、電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを確実に防止することができる。
【００６６】
なお、実施の形態２では、ハロゲンヒータ８０１を発熱パイプ２０３の内側に配置する場合について説明している。しかし、これに限定されず、加圧ローラ１１０の内部、あるいは発熱パイプ２０３の外部に配置するようにしてもよい。また、複数のハロゲンヒータ８０１を配置するようにしてもよい。このように変更した場合であっても、実施の形態２と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
【００６７】
（実施の形態３）
実施の形態１に係る加熱装置が、発熱パイプ２０３を加熱するコイル２０６を発熱パイプ２０３の周面の上方近傍に配置しているのに対し、実施の形態３に係る加熱装置は、発熱パイプ２０３の内側にコイル２０６を配置する点で相違する。
【００６８】
図１１は、実施の形態３に係る加熱装置としての定着ユニット１０８の構成を示す拡大図である。図１２は、実施の形態３に係る加熱装置が備える定着ローラ１０９の周辺の構成を示す斜視図である。図１１及び図１２において、それぞれ図５及び図２と同一の符号を付したものは、同様の構成であるものとし、その説明を省略する。また、図１２においては、説明の便宜上、内部構造を一部露出した状態について示している。
【００６９】
図１１及び図１２に示すように、実施の形態３に係る加熱装置としての定着ユニット１０８は、定着ローラ１０９を構成する発熱パイプ２０３の内側に磁性体であるコイルベース（コイルボビン）１１０１を備え、このコイルベース１１０１にコイル１１０２が巻回されている。
【００７０】
このように配置されたコイル１１０２に交流電流を流すと、コイル１１０２の周辺に図１３に示すような交番磁束が発生し、この交番磁束は発熱パイプ２０３を横切る。この交番磁束が横切る際に発熱パイプ２０３内に渦電流が発生し、この渦電流により発熱パイプ２０３が急速に加熱される。
【００７１】
なお、実施の形態３に係る加熱装置における定着動作は、図６で説明した実施の形態１に係る加熱装置の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００７２】
このように実施の形態３に係る加熱装置によれば、発熱パイプ２０３の温度を定着温度に到達させるまでは最大限の交流電流を流すが、このとき、シールド部材の一部を為すシャッター５０１及び５０２を閉じた状態としている。このため、コイル２０６に最大限の交流電流を流す場合には電磁誘導加熱を行う場合における電界・磁界の変動が装置外部に影響を及ぼすのを防止することができる。
【００７３】
また、発熱パイプ２０３の温度が略定着温度に到達した後は最小限の交流電流で発熱パイプ２０３をこの温度に維持し、記録紙１０５上のトナー（Ｔ）を定着する際にはこの状態でシャッター５０１及び５０２を開いている。このため、シールド部材を開く場合にはコイル２０６に流す交流電流を最小限の交流電流としているので、電界・磁界の変動の装置外部への影響を最小限に抑えることができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響を除去すると共に、省エネルギー化に対応しながら定着ローラに対する急速な加熱が可能な加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加熱装置を画像加熱定着装置として備えた画像形成装置の感光体周辺の構成を示す概略構成図
【図２】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す斜視図
【図３】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す側断面図
【図４】実施の形態１に係る加熱装置が備えるコイル周辺の発生する交番磁束を説明するための図
【図５】実施の形態１に係る加熱装置としての定着ユニットの構成を示す拡大図
【図６】実施の形態１に係る加熱装置における定着動作を説明するためのフロー図
【図７】実施の形態１に係る加熱装置としての定着ユニットの変形例の構成を示す拡大図
【図８】本発明の実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニットの構成を示す拡大図
【図９】実施の形態２に係る加熱装置としての定着ユニットが備える定着ローラの周辺の構成を示す側断面図
【図１０】実施の形態２に係る加熱装置における定着動作を説明するためのフロー図
【図１１】本発明の実施の形態３に係る加熱装置としての定着ユニットの構成を示す拡大図
【図１２】実施の形態３に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す斜視図
【図１３】実施の形態３に係る加熱装置が備えるコイル周辺の発生する交番磁束を説明するための図
【符号の説明】
１０８　定着ユニット（加熱装置）
１０９　定着ローラ
１１０　加圧ローラ
２０３　発熱パイプ
２０４　弾性層
２０５　コイルベース
２０６　コイル
５０１，５０２　シャッター
５０３，５０４　ソレノイド
８０１　ハロゲンヒータ
１１０１　コイルベース
１１０２　コイル
【図１】
2004012675.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004012675.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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