(57)【要約】【課題】  本発明、定着装置の近傍に配置される回路もしくはオプション装置等が受ける磁界強度を最小限に抑える定着装置およびこの定着装置を搭載する画像形成装置を提供することを目的としている。【解決手段】  本発明の定着装置は、励磁コイルと外装カバーとの間に、式２に定義される距離が確保されることで、外部に所定の磁界強度以上の磁界が漏洩することを防止し、また装置内にある回路もしくはオプションで装着される回路（プリンタコントローラ、ＦＡＸコントローラ等）への影響を軽減できる。【選択図】      図５
2005275400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数の電圧および電流が供給されることで、外側に所定の強度以上の磁界強度を有する第１の領域と、さらに外側に所定の強度より小さい磁界強度を有する第２の領域を形成するコイルと、前記コイルから提供される磁界により発熱する導電性部材とを有する定着装置において、
この定着装置の周りを覆う外装カバーは、表面が上記所定の磁界強度以下になるように、上記第１の領域と上記第２の領域の境界線付近に配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記コイルと前記外装カバーとの距離をｄ、前記外装カバーと磁束強度Ｔｄである所定の位置との距離をＤとするとき、
【数１】
2005275400.tif 000007
但し、
【数２】
2005275400.tif 000008
であ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】
前記コイルは、２０〜１００ｋＨｚの範囲の周波数の電圧および電流が供給されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
所定の周波数の電圧および電流が供給されることで、外側に所定の強度以上の磁界強度を有する第１の領域と、さらに外側に所定の強度より小さい磁界強度を有する第２の領域を形成するコイルと、前記コイルから提供される磁界により発熱する導電性部材とを有する定着装置と、
表面が上記所定の磁界強度以下になるように、内側に前記第１の領域が形成される位置に設けられ、前記定着装置を収容する外装カバーとを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記コイルと前記外装カバーとの距離をｄ、前記外装カバーと磁束強度Ｔｄである所定の位置との距離をＤとするとき、
【数３】
2005275400.tif 000009
但し、
【数４】
2005275400.tif 000010
で定義される範囲を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記コイルは、２０〜１００ｋＨｚの範囲の周波数の電圧および電流が供給されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
所定の周波数の電圧および電流が供給されることで、所定の磁界強度を有する磁界を発生するコイルと、前記コイルから提供される磁界により発熱する導電性部材とを有する定着装置と、
前記コイルの表面と所定の距離を有し、前記定着装置の周りを覆う外装カバーとを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記コイルの表面と前記外装カバーとの距離ｄは、
【数５】
2005275400.tif 000011
但し、
【数６】
2005275400.tif 000012
で定義される範囲であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記コイルは、２０〜１００ｋＨｚの範囲の周波数の電圧および電流が供給されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、用紙上の現像剤像を定着させる定着装置、および定着装置を搭載する複写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内部にヒータをセットした加熱（定着）ローラと、加熱ローラの外周の一点で加熱ローラに対して所定の圧力で押し付けられる加圧ローラとが用いられている。この構造によれば、加熱ローラの熱を効率よくトナーに供給可能であるとともに、溶融したトナーを被転写媒体に固着させるための圧力を被転写媒体とトナーに、効率よく提供できることが広く知られている。
【０００３】
近年、電子写真プロセスを用いた複写装置に搭載される定着装置において、電磁誘導による金属の発熱を利用した誘導加熱装置を用いた定着装置が利用されている。
【０００４】
このような誘導加熱を用いた定着装置として、例えば、定着ローラの外部に位置された誘導コイルから漏れる磁束をシールド部材を用いて抑制し、さらに、誘導コイルの放熱を促進できる構成を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、回転体の外側に励磁コイルを設けた定着装置において、励磁コイルの回転体とは反対の側に磁性体を配置することで、発熱効率を向上させるとともに、励磁コイルから発生した磁場が周辺部に漏れることを防止する誘導加熱定着装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらにまた、誘導加熱部材、加熱部材を移動するフィルム部材、および励磁コイル固定部材が強磁性高抵抗率シールド部材を有し、電磁ノイズ漏れを防止する誘導加熱定着装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１３１６２号公報
【特許文献２】特開平１１−２９７４６２号公報
【特許文献３】特開平９−１６００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような誘導加熱を用いた加熱装置を有する画像形成装置において、コイルから発生した高周波の磁界は、装置内の回路基板やオプションで装着されるプリンタコントローラ、ＦＡＸコントローラなどに到達する虞があり、これら機器の誤動作を引き起こす問題がある。
【０００８】
また、温度変化のスピード効率を向上させるため誘導加熱に薄膜の導電性部材を用いる場合や、常温から要求される定着温度に立ち上げる場合（ウォーミングアップ時）では、コイルから発生する高周波の磁界が、装置内の機器により強い影響を与える虞がある。
【０００９】
さらにまた、シールド部材を用いた場合であっても、例えば被転写媒体が搬送されるスペースを確保するための空間等から、コイルからの高周波の磁界が漏れる虞がある。
【００１０】
本発明は、上述した事象を考慮して、定着装置の近傍に配置される回路もしくはオプション装置等が受ける磁界強度を最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、所定の周波数の電圧および電流が供給されることで、外側に所定の強度以上の磁界強度を有する第１の領域と、さらに外側に所定の強度より小さい磁界強度を有する第２の領域を形成するコイルと、前記コイルから提供される磁界により発熱する導電性部材とを有する定着装置において、この定着装置の周りを覆う外装カバーは、表面が上記所定の磁界強度以下になるように、上記第１の領域と上記第２の領域の境界線付近に配置されることを特徴とする定着装置を提供する。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明は、所定の周波数の電圧および電流が供給されることで、外側に所定の強度以上の磁界強度を有する第１の領域と、さらに外側に所定の強度より小さい磁界強度を有する第２の領域を形成するコイルと、前記コイルから提供される磁界により発熱する導電性部材とを有する定着装置と、表面が上記所定の磁界強度以下になるように、内側に前記第１の領域が形成される位置に設けられ、前記定着装置を収容する外装カバーとを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１３】
さらに、上記目的を達成するため、本発明は、所定の周波数の電圧および電流が供給されることで、所定の磁界強度を有する磁界を発生するコイルと、前記コイルから提供される磁界により発熱する導電性部材とを有する定着装置と、前記コイルの表面と所定の距離を有し、前記定着装置の周りを覆う外装カバーとを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明、定着装置の近傍に配置される回路もしくはオプション装置等が受ける磁界強度を最小限に抑えることにより、これら周辺の機器の誤動作を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて、この発明の実施の形態が適用される画像形成装置の一例を説明する。
【００１６】
図１に示すように、画像形成装置（デジタル複写装置）１０１は、読取あるいは複写対象（原稿）Ｐの画像を読み取って画像信号を生成する画像読取装置（スキャナ）１０２と、スキャナ１０２の出力する画像信号に基づいて画像を形成する画像形成部１０３と、画像形成装置の最外部あるいは以下に説明するそれぞれの装置や回路との間に位置される外装カバー２０１を有する。また、画像形成部１０３には、インターフェース１０３ａが接続されるプリンタボード１０３ｂから出力される画像信号が入力されてもよい。なお、スキャナ１０２には、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１０４が一体に設けられてもよい。
【００１７】
画像形成部１０３は、定着装置１、感光体ドラム１０５、露光装置１０６、現像装置１０７、用紙カセット１０８、ピックアップローラ１０９、搬送路１１０、アライニングローラ１１１、排紙ローラ１１２、排紙トレイ１１３を有する。
【００１８】
定着装置１は、トナー像を保持する用紙Ｑに、熱と圧力を提供し、溶融されたトナー像を用紙Ｑに固定（定着）させる。
【００１９】
図２および図３は、図１に示した画像形成装置に利用される定着装置の一例を説明する概略図である。
【００２０】
図２は、定着装置１の一例を説明する概略平面図である。
【００２１】
定着装置１は、定着（加熱）ローラ２、プレス（加圧）ローラ３、圧力機構４、剥離爪５、温度検出素子６、クリーニング部材７、発熱異常検知素子８、剥離爪９、クリーニングローラ１０、励磁コイル１１、コイル保持体１２、磁性体コア１３、定着外装カバー３０１を有する。
【００２２】
加熱ローラ２は、厚さが１ｍｍ程度より好ましくは０．５ｍｍ程度の金属製の中空円筒状の導電性部材をローラ状に保持する。本実施の形態では、加熱ローラ２の導電性部材は、鉄製であるが、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、あるいはステンレス鋼とアルミニウムとの合金等が利用できる。本実施の形態においては、厚さが０．４〜１．５ｍｍで、鉄製（例えばＳＴＫＭ材等）の素管からなる導電性部材である加熱ローラ２を用い、励磁コイル１１からの磁界は、加熱ローラ２を通過することで、所定の磁界強度まで低減された。加熱ローラ２の表面には、四フッ化エチレン樹脂等、に代表されるフッ素樹脂が所定の厚さだけ堆積されている図示しない離型層が形成されている。なお、本実施の形態では、定着ローラ３および加熱ローラ２は、外径φ４０ｍｍのローラを使用している。
【００２３】
加圧ローラ３は、所定の直径の回転軸の周囲に、所定の厚さのシリコンゴム、もしくはフッ素ゴム等が被覆されている弾性ローラである。
【００２４】
加圧機構４は、加熱ローラ２の軸線に対して所定の圧力で圧接し、加圧ローラ３は、加熱ローラ２の軸線と概ね平行に維持される。
【００２５】
これにより、加熱ローラ３の外周面の一部が弾性変形し、両ローラ間に所定のニップが形成される。
【００２６】
加熱ローラ２は、図４を用いて後段に説明する定着モータ１２３あるいは同図に示される感光体ドラム１０５を回転させるドラムモータ１２１により、概ね一定の速度で、矢印の方向に回転される。加圧ローラ３は、加圧機構４により所定圧力で加熱ローラ２に接触されているので、加熱ローラ２が回転されることで、加熱ローラ２と接する位置で、加熱ローラ２が回転される方向と逆の方向に回転される。
【００２７】
剥離爪５は、加熱ローラ２の周上であって、加熱ローラ２と加圧ローラ３とが相互に接するニップによりローラ２が回転される方向の下流側で、かつニップの近傍の所定位置に位置され、ニップを通過される用紙Ｑを加熱ローラ２から剥離する。
【００２８】
温度検出素子６は、例えばサーミスタからなり、加熱ローラ２の外周面の温度を検出し、ローラの長手方向の概ね中央に配置される温度検出素子６ａと、ローラの長手方向の一端部に配置される温度検出素子６ｂを含む。なお、温度検出素子６は、２以上、例えば３つであってもよい。
【００２９】
クリーニング部材７は、加熱ローラ２の外周に所定の厚さに設けられているフッ素樹脂に付着することのあるトナーや用紙から生じる紙粉もしくは装置内部を浮遊して加熱ローラ２に付着するゴミ等を除去する。クリーニング部材７は、加熱ローラ２と接触されているとしてもフッ素樹脂層を傷付けにくい材質、例えばフェルトまたはファーブラシ等で形成されているクリーニング部材とそのクリーニング部材７を支持する支持部材を含む。なお、クリーニング部材７は、加熱ローラ２の表面と接触されて回転されるものであってもよいし、加熱ローラ２の外周面に対して所定の圧力で圧接されるもの（非回転）であってもよい。
【００３０】
発熱異常検知素子８は、例えばサーモスタットであって、加熱ローラ２の表面温度が異常に上昇する発熱異常を検知し、発熱異常が生じた場合は、以下に説明する加熱用コイル（励磁コイル）に対して供給される電力を遮断するために利用される。
【００３１】
なお、温度検出素子６ａ，６ｂ、クリーニング部材７および発熱異常検知素子８が位置される順および位置は、図２に示した順および位置に制限されるものではない。
【００３２】
加圧ローラ３の周上には、用紙Ｑを加圧ローラ３から剥離するための剥離爪９および加圧ローラ３の周面に付着したトナーを除去するクリーニングローラ１０が設けられている。
【００３３】
加熱ローラ２の内側には、導電性部材からなる加熱ローラ２に所定の磁界を提供する励磁コイル１１と、励磁コイル１１を保持するコイル保持体１２と、加熱ローラ２を発熱させるために利用可能な励磁コイル１１から発生する磁界の磁束密度を強めている磁性体コア１３が備えられる。
【００３４】
保持体１２は、耐熱性が高く、高い絶縁性を示す、例えばエンジニアリングプラスチック、セラミック、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材、フェノール材もしくは不飽和ポリエステル等で形成されている。
【００３５】
磁性体コア１３には、高周波域での損失が少ない、例えばダストコア（圧粉磁芯）が主要な材料として用いられる。なお、励磁コイル１１は、磁性体コア材を用いない空芯コイルであってもよい。
【００３６】
定着外装カバー３０１は、定着装置１の最外部であって、上述した定着装置に含まれる各部材を所定の位置で支持できる。
【００３７】
図３は、図２に示す定着装置１を矢印Ｒ方向から見たカバーの一部を切断した状態を示す概略図である。
【００３８】
励磁コイル１１は、加熱ローラ２の長手方向の概ね中央付近に位置する第１のコイル１１ａと、加熱ローラ２の長手方向の両端付近、すなわち第１のコイル１１ａの両端に位置する第２のコイル１１ｂおよび第３のコイル１１ｃからなる。
【００３９】
第１のコイル１１ａ（中央コイル）は、例えばＡ４サイズの用紙が、その短辺が加熱ローラ２の軸線と平行になるように搬送される際に、ローラ２の外周面と接する幅を加熱可能な長さに形成されている。
【００４０】
第２および３のコイル１１ｂ，１１ｃ（端部コイル）は、電気的には１つのコイルであって、直列に接続され、第１のコイル１１ａと図３に示すように一列に並べられたとき、長手方向の長さがＡ３サイズの用紙の短辺と同じ長さを有する。
【００４１】
第１，２および３のコイル１１ａ，１１ｂおよび１１ｃは、断面積が、例えば１ｍｍの銅線材と同等になる線材により形成されている。なお、線材としては、例えば絶縁皮膜のない細い線材を複数本撚った撚り線または個々の線材が絶縁材に被覆されている線材を所定本数撚ったリッツ線等が利用可能である。それぞれのコイル１１ａ，１１ｂおよび１１ｃは、いずれも任意の巻き方法により形成可能であって、コイル保持体１２に巻き付けられている。
【００４２】
各コイルは、所定の共振周波数の電圧および電流が供給されることで、加熱ローラ２の所定部分に所定の磁界強度の磁界を提供し、加熱ローラ２に磁束と渦電流を発生させる。この渦電流と加熱ローラ抵抗によってジュール熱が発生し、加熱ローラ２が加熱される。
【００４３】
よって、第２，３のコイル１１ｂ，１１ｃは、第１のコイル１１ａが加熱ローラ２の長手方向の中央付近を加熱可能であるに比較して加熱ローラ２の両端付近を加熱するために有益である。
【００４４】
なお、中央コイルと端部コイルは、例えば加熱ローラ２の概ね中央で２つに分割されていてもよい。また、例えば加圧ローラ３にコイルが設けられる場合に、加熱ローラ２側に第１のコイル１１ａ（中央コイル）と配置し、加圧ローラ３側に第２のコイル１１ｂ（端部コイル）を配置してもよい。
【００４５】
また、第１，２および３のコイル１１ａ，１１ｂおよび１１ｃは、それぞれ、所定の断面積が与えられた線材が用いられ、それぞれ固有の共振周波数で共振して抵抗値が最大になる目的で、所定ターン数を有し、概ね等しい出力を出力可能に形成されている。なお、個々のコイルの出力は、加熱ローラ２（もしくは加圧ローラ３）を発熱させるための渦電流を生じさせることができる磁束を出力可能な電流値であり、多くの場合、コイルが消費する消費電力として管理される。
【００４６】
図４は、図２および図３に示した定着装置１を動作させる駆動回路ならびにその定着装置１が組み込まれる画像形成装置を動作させるための制御回路の一部を説明している。
【００４７】
定着装置１の加熱ローラ２の内部には、前に説明した通り、加熱ローラ２自身の導電性部材に渦電流を生じさせて発熱させるための励磁コイル１１（コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）が収容されている。
【００４８】
励磁コイル１１には、励磁コイル１１の個々のコイルに所定の周波数の高周波出力（電流および電圧）を供給する励磁ユニット３１が接続されている。
【００４９】
励磁ユニット３１は、それぞれのコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃに供給すべき高周波出力を出力可能なスイッチング回路３２と、それぞれのコイルに所定出力を供給するため、スイッチング回路３２に所定の制御信号（スイッチング回数）を入力する駆動回路３３を含む。
【００５０】
スイッチング回路３２は、コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれを、例えば全て直列に、またはコイル１１ｂ，１１ｃを直列に接続した状態でコイル１１ａと並列に、もしくは全てのコイルを並列に接続できる。すなわち、スイッチング回路３２は、個々のコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃの間において、直列あるいは並列接続を任意に設定可能な切換装置としても機能する。
【００５１】
スイッチング回路３２には、受電した商用電源の交流電圧が図示しない整流回路により整流された直流電圧が、駆動回路３３を経由して供給される。
【００５２】
このとき、スイッチング回路３２には、駆動回路３３から、スイッチング回路３２が出力すべき高周波出力すなわち各コイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃが、所定の加熱力であるコイル出力を出力するために図示しないスイッチング素子がオンされる時間すなわち単位時間当たりにスイッチング素子がオンされる回数（駆動周波数）が、指示される。
【００５３】
なお、この実施の形態では、駆動回路３３は、コイル１１ａに供給すべき第１の周波数ｆ１とコイル１１ｂに供給すべき第２の周波数ｆ２を、スイッチング回路３２に指示する。換言すると、各コイルから、加熱ローラ２を昇温させるために加熱ローラ２に生じる渦電流を発生させる基になる磁束が出力される大きさすなわち加熱力は、駆動回路３３の制御により、スイッチング回路３２からそれぞれのコイルに出力される出力が変化されることで、任意の大きさに設定可能である。
【００５４】
また、加熱力は、一般に、個々のコイルが消費する消費電力として数値管理される。なお、各コイルのコイル出力（消費電力）を、以降、単にコイルに入力される電力として、また、この消費電力が有する周波数を使用周波数として説明する。
【００５５】
また、整流回路から任意の、または全てのコイルに供給される電力は、例えば整流回路と商用電源の入力端との間、または整流回路と駆動回路３３との間、もしくは駆動回路３３とスイッチング回路３２との間等の所定の位置に設けられる電力検知回路４１により、常時監視される。
【００５６】
なお、電力検知回路４１による監視結果は、所定のタイミングで駆動回路３３にフィードバックされる。一方、駆動回路３３の焼損等を検知可能とするため、電力検知回路４１の出力は、画像形成部１０３側の主制御装置１５１にも入力される。
【００５７】
主制御装置１５１は、モータ駆動回路１５３と接続されている。
【００５８】
モータ駆動回路１５３は、感光体ドラム１０５等に代表される画像形成部１０３の所定部材に駆動力を提供するメインモータ１２１と、加熱ローラ２を回転させる定着モータ１２３と接続されている。
【００５９】
次に、加熱ローラ２の外周面の温度を所定温度に昇温させる制御の一例を説明する。
【００６０】
周知の通り、誘導加熱方式の定着装置１においては、励磁コイル１１の個々のコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃからは、それぞれのコイルに供給されている電力の大きさおよびコイルの形状に依存して、所定方向の磁束が発生される。従って、コイルで発生されている磁束により発生される磁界の変化を妨げるように、加熱ローラ２の金属部分に渦電流が発生する。このため、加熱ローラ２の金属部分に、渦電流と金属部分自体の抵抗に起因してジュール熱が発生する。
【００６１】
このジュール熱により加熱ローラ２が発熱することで加熱ローラ２が昇温され、加熱ローラ２と加圧ローラ３との間を通過される用紙Ｑが加熱される。加熱ローラ２の長手方向の全域を概ね均一に加熱する通常加熱時には、個々のコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃに、図４を用いて前に説明したスイッチング回路３２から所定の周波数の高周波出力（電流および電圧）が供給される。
【００６２】
ところで、インダクタンスＬに代表されるコイル定数が異なる第１のコイルと第２のコイル（第１のコイルのインダクタンスよりインダクタンスが小さい）に、所定の周波数の電力を供給する場合、スイッチング回路を独立に設けると、例えば第１のコイルの出力を１ｋＷから６００Ｗの範囲で制御するための周波数範囲が２０ｋＨｚないし３０ｋＨｚである場合に、第２のコイルの出力を第１のコイルと同等の範囲で制御しようとすると第２のコイルに要求される周波数の範囲は、３０ｋＨｚないし４０ｋＨｚ程度になる。
【００６３】
すなわち、インダクタンスの異なるコイルのコイル出力を変化する場合に、個々のコイルを独立に動作させるならば、周波数の変動は、少ない。
【００６４】
これに対して、所定のインダクタンスが与えられている第１のコイルと第１のコイルのインダクタンスよりインダクタンスが小さい第２のコイルを、単一のスイッチング回路に並列に接続して、所定の周波数の電力を供給すると、例えば周波数が２０ｋＨｚで第１のコイルの出力が９００Ｗで、第２のコイルの出力が１．１ｋＷであるようなコイルでは、周波数を３０ｋＨｚとした場合に、第１のコイルの出力は、５００Ｗに変化されるに対して、第２のコイルの出力は、０．９ｋＷ程度になる。さらに、周波数を４０ｋＨｚとすると、第１のコイルの出力は２００Ｗ程度まで低下されるに対して、第２のコイルの出力は５００Ｗ前後で維持される。
【００６５】
次に、個々のコイルに供給される電力の周波数とコイル出力と間の関係を説明する。
【００６６】
例えば、個々のコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃに供給される電力は、それぞれのコイルが消費する消費電力で示すと、例えば７００Ｗから１．５ｋＷの範囲で、任意に変更可能である。周知の通り、励磁コイル１１の任意のコイル１１ａ，１１ｂ，１１ｃを流れる電流の大きさは、コイルに印加される周波数とインピーダンス等を設定することで、求められる。
【００６７】
例えば、同一のコイルに、周波数のみが異なる電力を供給した場合、電流値が１０ｍＡであっても、２５ｋＨｚでは、インダクタンスＬ＝２４．６μＨ，純抵抗Ｒ＝１，２Ω，１００ｋＨｚでは、インダクタンスＬ＝１８．６９μＨ，純抵抗Ｒ＝３．５Ω、１ＭＨｚでは、インダクタンスＬ＝１５．１μＨ，純抵抗Ｒ＝４，９Ωと変化するので、インピーダンスも、周波数が高い程増大する。
【００６８】
このように、誘導加熱に用いられる励磁コイル１１は、提供される電力の周波数（使用周波数）に応じて、異なる強度の磁界を発生する。よって、例えば要求された磁界の強度が大きい動作モードにおいては、励磁コイル１１のように加熱ローラ２の内側に収納され、加熱ローラ２により磁界強度が低減される構成であっても、磁界が外部に漏洩する虞がある。また、小型の画像形成装置や、図１に示したような排紙トレイ１１３をカセット１０８とスキャナ１０２との間に設けた構造を有する画像形成装置においては、定着装置１は装置の外部と極めて近い位置に備えられるため、構造的に、励磁コイル１１からの磁界が外部に漏洩する虞がある。
【００６９】
励磁コイル１１からの磁界が外部に漏洩すると、定着装置１の付近に配置される回路もしくはオプションで装着されるプリンタコントローラ、ＦＡＸコントローラ等の誤動作や、ユーザもしくはサービスマン等が電磁波を受ける等の問題が生じる。
【００７０】
（第１の実施の形態）
図５は、図１に示した画像形成装置に設けられる定着装置の周辺部であって、画像形成装置１０１の外壁（外装カバー）と定着装置の位置関係を示す。
【００７１】
図５に示すとおり、図１に示したような排紙トレイ１１３をカセット１０８とスキャナ１０２との間に設けた構造を有する画像形成装置１０１において、定着装置１は、外部に近接して配置されている。すなわち、定着装置１は、上方向で近接する外装カバー２０１ａ、右方向で近接する外装カバー２０１ｂ、左方向で近接する外装カバー２０１ｃによって、囲まれている。なお、外装カバー２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃは、上述の画像形成装置１０１の外装カバー２０１に含まれるものであって、説明のため符号を付して分割されているが、同一材料により一体的に形成されているものであってもよい。
【００７２】
外装カバー２０１ａの上側には、図示しないが、所定の回路もしくはオプションで装着される回路等が配置されてもよく、外装カバー２０１ｂは、図１に示した画像形成装置１０１の最外部である。
【００７３】
このため、外装カバー２０１ａ，２０１ｂの外部に漏洩する励磁コイル１１からの磁界は、付近に配置される回路、オプションとして搭載されるプリンタコントローラ、ＦＡＸコントローラ等の機器あるいは操作するユーザ、サービスマン等に影響を与えない程度であることが要求される。
【００７４】
なお、図１に示した画像形成装置１０１では、外装カバー２０１ｃの左側には、上述のとおり排紙トレイ１１３が形成されているため、磁界の影響は考慮されなくてもよい。
【００７５】
定着装置１は、外装カバー２０１ａ，２０１ｂの表面の磁界強度が所定値以下になるように、励磁コイル１１の表面と外装カバー２０１ａ，２０１ｂとの間に、少なくとも距離ｄ１が確保される位置に設けられる。また、距離ｄ１が確保される位置では、付近に配置される回路等への影響が軽減される磁界強度ｔ１を示す。
【００７６】
距離ｄ１は、所定の周波数Ｆの電圧および電流が供給された際、所定の磁界強度ｔ１以上の磁界強度を有する第１の領域Ｌ１と、所定の磁界強度ｔ１より小さい磁界強度を有する第２の領域Ｌ２との境界線である略円形Ｍ１上の一点として定義される。なお、所定の周波数Ｆは、最も磁界強度の大きい磁界を発生させるために励磁コイルに供給される電力の周波数（例えば２０ｋＨｚ）であることが好ましい。これにより、定着装置の使用中では、外装カバーの表面の磁界強度をｔ１以下にできる。
【００７７】
また、「電波防護標準規格」等で知られているとおり、０．８＜ｆ＜１５０の範囲の周波数ｆ（ｋＨｚ）を使用した場合、６．２５μＴ以上の磁界強度を有する磁界が回路等に提供されると、例えば回路が誤動作する等の問題が生じる虞がある。よって、磁界を生成する機器の周辺に回路が配置される場合、回路が受ける磁界強度が６．２５μＴより小さいことが要求される。
【００７８】
従って、外装カバー２０１ａ，２０１ｂの表面は、６．２５μＴより小さい磁界強度になる位置に設けられる必要がある。よって、磁界強度ｔ１は６．２５μＴ以下であることが好ましい。
【００７９】
本実施例においては、コンビノーバ社製ＭＰＲ−II（周波数レンジ２ｋ〜４００ｋＨｚ）を用いて、励磁コイル１１から周辺領域に漏洩する磁界の強度を測定し、この結果から磁界強度ｔ１を算出し、距離ｄ１が定義される。なお、励磁コイル１１からは、供給される電圧および電流の周波数（使用周波数）に応じた高調波成分の磁界も発生することがあるため、使用される測定器の周波数レンジは、少なくとも使用周波数の５倍以上であることが好ましい。
【００８０】
また、「電波防護標準規格への適合性の確認法（ＡＲＩＢＴＲ−１１）」で知られているとおり、この磁界の測定の際、測定器を持つ人体あるいは近傍の金属等への影響が軽減される範囲として、３００ＭＨｚ以上の周波数の放射源においては、測定器からの遠隔距離は、あらゆる物体から２０ｃｍ以上離れていること、と規定されている。
【００８１】
また、励磁コイル１１の表面から外装カバー２０１ａ，２０１ｂまでの距離ｄ１は、測定器から外装カバー２０１ａ，２０１ｂのいずれか１つまでの距離をＤ１、この位置で測定器により計測される磁界強度をＴ１とすると、磁界強度は距離の二乗に反比例するため、
【数７】
2005275400.tif 000003
【００８２】
が成り立つ。
【００８３】
よって、距離ｄ１は、
【数８】
2005275400.tif 000004
【００８４】
但し、
【数９】
2005275400.tif 000005
【００８５】
で定義される範囲を有する。
【００８６】
上記条件のもと測定すると、発生する磁界強度が最も大きいとき、例えばウォーミングアップ時等に代表されるコイルの消費電力が最大となるとき（例えば１３００Ｗ）の周波数は２０ｋＨｚ、外装カバーから３０ｃｍ離れた位置での磁界強度は３５０ｎＴとなった。
【００８７】
この結果を式２に代入すると
【数１０】
2005275400.tif 000006
【００８８】
が成り立ち、ｄ１＝９．３０と算出される。
【００８９】
よって、励磁コイル１１は、外装カバー２０１ａ，２０１ｂと、少なくとも１０センチ以上離れている位置に配置されることが好ましい。
【００９０】
これにより、定着装置１の近傍に配置される回路もしくはオプション装置等が受ける磁界の強度を軽減できるため、これら周辺の機器が誤動作する問題を改善できる。
【００９１】
なお、外装カバー２０１ａ，２０１ｂ以外の位置、例えば加熱ローラ２の軸方向の両端領域、あるいは定着装置１の下方向の領域において、上述したような距離ｄ１で定義される第１の領域Ｌ１に、磁界により影響を受ける虞のあるあらゆるものを配置しないことにより、同様の効果が期待できることは言うまでもない。
【００９２】
（第２の実施の形態）
また、図１に示した画像形成装置は、図６に示すように、外装カバー２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの内側であって、定着装置１の最外部に位置される定着外装カバー３０１の表面において、６．２５μＴ以下の磁界強度になる構成であってもよい。
【００９３】
定着外装カバー３０１は、図６に示すとおり、用紙Ｑの入口Ｑｉｎおよび出口Ｑｏｕｔを除いて、励磁コイル１１の表面から距離ｄ２以上離れた位置に設けられる。距離ｄ２は、上述の距離ｄ１と同様、付近に配置される回路等への影響が軽減される磁界強度ｔ１を有する位置として定義される。すなわち、距離ｄ２は、所定の周波数Ｆの電圧および電流が供給された際、所定の磁界強度ｔ１以上の磁界強度を有する第１の領域Ｌ３と、所定の磁界強度ｔ１より小さい磁界強度を有する第２の領域Ｌ４との境界線である略円形Ｍ２上の一点として定義される。なお、所定の周波数Ｆは、最も磁界強度の大きい磁界を発生させるために励磁コイルに供給される電力の周波数（例えば２０ｋＨｚ）であることが好ましい。
【００９４】
所定の磁気強度ｔ１は、上述のとおり、付近に配置される回路等への影響が軽減される磁界強度であって、ｄ２においても式２が成り立つ。
【００９５】
よって、定着外装カバー３０１は、励磁コイル１１の表面から、少なくとも１０センチ以上離れている位置に配置される。
【００９６】
これにより、たとえ外装カバー２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの内側に、定着外装カバー３０１に近接して回路やオプション装置等が設けられる場合であっても、周辺に配置される機器の誤動作を防止できる。
【００９７】
また、このように励磁コイル１１の表面から定着外装カバー３０１までの距離がｄ２以上である定着装置は、搭載される画像形成装置での固定位置が設定される必要がないため、製造時の労力を削減できる。さらに、定着装置の故障等によって、製造時に設計された画像形成装置以外の装置に搭載された場合であっても、定着装置１の定着外装カバー３０１の外側の磁界強度を、６．２５μＴ以下に確保できる。
【００９８】
（第３の実施の形態）
図７は、図１に示した画像形成装置に利用される誘導加熱方式を用いる定着装置の異なる例を説明する概略図である。
【００９９】
定着装置４０１は、導電性フィルム４０２、加圧ローラ４０３、励磁コイル４０４、剥離爪４０５、温度検出素子４０６、クリーニング部材４０７、発熱異常検知素子４０８を有する。なお、定着装置４０１は、図示しないが図１に示す画像形成装置と同様の機能を有する画像形成装置に搭載され、外装カバー４０９に近接して配置される。外装カバー４０９は、定着装置４０１を搭載する画像形成装置の最外部である。
【０１００】
導電性フィルム４０２は、数十μｍの厚さのニッケルもしくはステンレス剛等の金属からなる無端ベルトであって、内側の所定の位置に配置されるローラ部材により、矢印方向に移動される。また、導電性フィルム４０２は、耐熱性の高い樹脂フィルムの表面に金属を所定厚さ堆積させたシート体を無端ベルト状とした金属フィルムであってもよい。
【０１０１】
加圧ローラ４０３は、所定の圧力を導電性フィルム４０２に提供し、所定の幅のニップを形成する。ニップの幅は、例えば、図７に示すように２つのローラ部材より確保される導電性フィルム４０２の移動方向の幅を選択することで任意に決定できるため、より広いニップ幅を容易に実現できる。また、加圧ローラ４０３は、図示しない駆動モータにより矢印方向、すなわち導電性フィルム４０２が移動される方向と接触位置では同じ方向に表面が移動される方向に回転する。
【０１０２】
励磁コイル４０４は、導電性フィルム４０２の外側の所定の位置に配置され、導電性フィルム４０２の外周面に所定の磁界を提供する。
【０１０３】
磁界が提供された導電性フィルム４０２には、渦電流が流れ、ジュール熱が発生する。導電性フィルム４０２と加圧ローラ４０３の間に形成されるニップを通過して、所定の熱と圧力が供給されたトナー像を保持する用紙Ｑには、画像が形成される。ニップを通過した用紙Ｑは、加圧ローラ４０３の下流側に設けられる剥離爪４０５により剥離され、排紙トレイ１１３に搬送される。導電性フィルム４０２の外周面のうちニップの下流側に設けられるクリーニング部材４０７により、付着したトナー、紙粉あるいは塵等が除去される。なお、温度検出素子４０６および発熱異常検知素子４０８は、導電性フィルム４０２の外周面付近に配置され、それぞれ図４に示した電気回路の所定の位置に接続されることで、導電性フィルム４０２は所定の温度を確保できる。
【０１０４】
定着装置４０１は、右側に示す外装カバー４０９に近接して配置される。外装カバー４０９は、右側で外部と接している。
【０１０５】
このとき定着装置４０１は、外装カバー４０９の表面の磁界強度が所定値以下になるように、励磁コイル４０４の表面と外装カバー４０９との間に、少なくとも距離ｄ３の間隔を有して配置される。距離ｄ３は、上述のｄ１と同様、所定の周波数Ｆの電圧および電流が供給された際、所定の磁界強度ｔ１以上の磁界強度を有する第１の領域Ｌ５と、所定の磁界強度ｔ１より小さい磁界強度を有する第２の領域Ｌ６との境界線である略楕円形Ｍ３上の一点として定義される。なお、所定の周波数Ｆは、最も磁界強度の大きい磁界を発生させるために励磁コイルに供給される電力の周波数（例えば２０ｋＨｚ）であることが好ましい。
【０１０６】
所定の磁気強度ｔ１は、上述のとおり、付近に配置される回路等への影響が軽減される磁界強度であって、ｄ３においても式２が成り立つ。
【０１０７】
よって、外装カバー４０９は、励磁コイル４０４の表面から、少なくとも１０センチ以上離れている位置に配置されることが好ましい。
【０１０８】
また、励磁コイル４０４は、上述の加熱ローラ２の内側に励磁コイル１１を備える定着装置１と異なり、導電性フィルム４０２の外部に設けられる。このため、導電性フィルム４０２により磁界強度が低減されることがないため、上述の式３で求められたｄ１の値よりも大きいｄ３が要求される。
【０１０９】
よって、外装カバー４０９からより離れた位置、すなわち導電性フィルム４０２の左側に励磁コイル４０４を配置して、励磁コイル４０４の表面から外装カバー４０９の間に要求されるｄ３が確保されてもよい。
【０１１０】
（第４の実施の形態）
図８は、図１に示した画像形成装置に利用される誘導加熱方式を用いる定着装置のさらに異なる例を説明する概略図である。
【０１１１】
定着装置５０１は、導電性フィルム５０２、加圧ローラ５０３、励磁コイル５０４、温度検出素子５０５、クリーニング部材５０６、発熱異常検知素子５０７を有し、図示しないが図１に示す画像形成装置と同様の機能を有する画像形成装置に搭載され、外装カバー５０８に近接して配置される。外装カバー５０８は、定着装置５０１を搭載する画像形成装置の最外部である。
【０１１２】
導電性フィルム５０２は、導電性フィルム４０２と同様、数十μｍの厚さのニッケルもしくはステンレス剛等の金属層からなる無端ベルトあるいは金属フィルムであって、内側の所定の位置に配置されるローラ部材により、矢印方向に移動される。
【０１１３】
加圧ローラ５０３は、所定の圧力を導電性フィルム５０２に提供し、所定の幅のニップを形成し、図示しない駆動モータにより矢印方向、すなわち導電性フィルム５０２の回転方向と逆の方向に回転する。
【０１１４】
励磁コイル５０４は、導電性フィルム５０２の内側の所定の位置に配置され、導電性フィルム５０２に所定の磁界を提供する。
【０１１５】
定着装置５０１は、右側に示す外装カバー５０８に近接して配置される。外装カバー４０９は、右側で外部と接している。
【０１１６】
このとき定着装置５０１は、外装カバー５０８の表面の磁界強度が所定値以下になるように、励磁コイル５０４の表面と外装カバー５０８との間に、少なくとも距離ｄ４の間隔を有して配置される。距離ｄ４は、上述のｄ１と同様、所定の周波数Ｆの電圧および電流が供給された際、所定の磁界強度ｔ１以上の磁界強度を有する第１の領域Ｌ７と、所定の磁界強度ｔ１より小さい磁界強度を有する第２の領域Ｌ８との境界線である略円形Ｍ４上の一点として定義される。なお、所定の周波数Ｆは、最も磁界強度の大きい磁界を発生させるために励磁コイルに供給される電力の周波数（例えば２０ｋＨｚ）であることが好ましい。
【０１１７】
所定の磁気強度ｔ１は、上述のとおり、付近に配置される回路等への影響が軽減される磁界強度であって、ｄ４においても式２が成り立つ。
【０１１８】
上に説明した通り、本願発明は、励磁コイルと外装カバーとの間に、式２に定義される距離が確保されることで、外部に所定の磁界強度以上の磁界が漏洩することを防止し、また装置内にある回路もしくはオプションで装着される回路（プリンタコントローラ、ＦＡＸコントローラ等）への影響を軽減するものであって、上述した実施例以外の装置にも適用できる。
【０１１９】
コイルから発生する高周波の磁界が定着装置の外部に漏れるのを防ぐことにより、装置内の他の機器での誤動作を防止できる。
【０１２０】
また、動作モードに応じて強度の異なる磁界が発生する場合であっても、装置内の他の機器が受ける影響を最小限に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の定着装置が組み込まれる画像形成装置の一例を説明する概略図。
【図２】図１に示した画像形成装置に利用可能な定着装置の一例を説明する概略図。
【図３】図２に示した定着装置における励磁コイルの配列の一例を説明する概略図。
【図４】図２および図３に示した定着装置および図１に示した画像形成装置の制御系を説明する概略図。
【図５】図１に示した画像形成装置に利用可能な定着装置において、励磁コイルと外装カバーの配置を説明する概略図。
【図６】図５に示した励磁コイルと外装カバーの配置と異なる例を説明する概略図。
【図７】本発明の定着装置の異なる例を説明する概略図。
【図８】本発明の定着装置のさらに異なる例を説明する概略図。
【符号の説明】
【０１２２】
１…定着装置、１０５…感光体ドラム、１０６…露光装置、１０７…現像装置、１０８…用紙カセット、１０９…ピックアップローラ、１１０…搬送路、１１１…アライニングローラ、１１２…排紙ローラ、１１３…排紙トレイ、２０１ａ…外装カバー、２０１ｂ…外装カバー、２０１ｃ…外装カバー、１１…励磁コイル。
【図１】
2005275400.tif 000013
【図２】
2005275400.tif 000014
【図３】
2005275400.tif 000015
【図４】
2005275400.tif 000016
【図５】
2005275400.tif 000017
【図６】
2005275400.tif 000018
【図７】
2005275400.tif 000019
【図８】
2005275400.tif 000020