JP3550582B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (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、
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。 - 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。 - 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。 - 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。
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