JP2006119422A

JP2006119422A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006119422A
Application number: JP2004308014A
Authority: JP
Inventors: Koki Watanabe; 岡樹渡辺; Shinichiro Wakahara; 伸一郎若原; Jiro Shirogata; 二郎白潟; Koji Takematsu; 浩二竹松; Shinichiro Hosoi; 慎一郎細井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2006-05-11
Also published as: US20060088333A1; CN1763653A; US7561822B2; CN100462861C

Abstract

【課題】簡単な構成で放射ノイズを低減させ、安定したシールド効果が得られる電磁誘導発熱する定着装置を有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】磁束発生手段から発せられた磁束の作用により電磁誘導発熱する定着装置９と、前記磁束発生手段に高周波電流を供給する高周波電源回路を有した画像形成装置において、前記高周波電源回路を金属製の装置本体筐体フレーム内に配置したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は磁束発生手段から発せられた磁束の作用により電磁誘導発熱する定着装置を有する画像形成装置に関する。

電子写真画像形成装置は感光体ドラムに形成したトナー像をシートに転写し、そのシートを定着装置へ搬送して加熱、加圧することでトナー像をシートに定着させている。この定着装置による加熱方式はヒータによる加熱が一般的に行われていたが、今日では電磁誘導加熱方式なるものが製品化されている。

この電磁誘導加熱方式とは、電磁誘導発熱体を用い、該電磁誘導発熱体に磁場発生手段で磁場を作用させて該電磁誘導発熱体に発生する渦電流に基づくジュール発熱で被加熱材としての記録材に熱を付与して未定着のトナー画像を記録材面に加熱定着処理する装置である。

電磁誘導を誘発させるためには前記磁場発生手段に交番電流を流すための高周波電源回路が別途必要である。

特公平５−９０２７号公報

しかしながら、磁場発生手段に交番電流を流すための高周波電源回路は非常に高周波の放射ノイズが放出される。そのため、画像形成装置本体近傍に設置された他のわずかながらに電子機器に影響を及ぼすことがあり、パソコンのモニターなどの映像が不鮮明になるなどのおそれがある。

そのため、電磁誘導加熱方式の定着装置を用いる場合は、各種電磁シールドなどで覆い画像形成装置本体外へ放射ノイズが漏洩することを防止する必要があった。例えば、電気抵抗の少ない特殊鋼板で高周波電源回路を覆いかつ、画像形成装置本体の外装に導電シールド部材を配置するなどして放射ノイズの漏洩防止に努めていた。

そして、画像形成装置本体外装部材を金属製にしたものを多用する場合もあり、従来の手法では対ノイズ性に関して非常にコストがかかっていた。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で放射ノイズを低減させ、安定したシールド効果が得られる電磁誘導発熱する定着装置を有する画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、磁束発生手段から発せられた磁束の作用により電磁誘導発熱する定着装置と、前記磁束発生手段に高周波電流を供給する高周波電源回路を有した画像形成装置において、前記高周波電源回路を金属製の装置本体筐体フレーム内に配置したことを特徴とする。

本発明によれば高周波電源回路を画像形成装置本体の金属製の筐体内に配置したことにより、四方が金属製のシールド内に収められたことになり、放射ノイズの低減が可能となる。

次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図１乃至図６面を参照して具体的に説明する。

｛画像形成装置の全体｝
まず、図１を参照して画像形成装置の全体構成について説明する。なお、図１は画像形成装置の構成模式断面説明図である。

本実施形態の画像形成装置は装置本体１の上部に画像読取部Ａが配置され、その下部に画像記録部Ｂが配置されている。そして、画像読取部Ａで読み取った原稿情報をデジタル変換して画像記録部Ｂへ伝送して画像記録するコピー機能以外にも、前記読取情報を通信回線を介して他機の記録部へ伝送して画像記録を行うファクシミリ機能を有している。

画像読取部Ａはプラテンガラス２上に載置した原稿を読取手段によって光学的に読み取り、その信号を光電変換して画像記録部Ｂへ伝送する。なお、前記画像読取部Ａの上部には複数枚の原稿をプラテンガラス２に順次給送する原稿自動供給装置３が設けられている。

画像記録部Ｂは電子写真方式によりシートに画像を記録するものであり、回転する感光体ドラム４にレーザ照射装置５からレーザ光を照射して潜像を形成し、その潜像を現像装置６によってトナー現像することで可視像化する。前記トナー像の形成と同期するように、装置本体下部にセットされたシートＳを給送ローラ７ａや搬送ローラ対７ｂによってシート搬送路８を上方へ搬送し、画像記録部Ｂにおいて前記トナー像を転写する。さらに、トナー像が転写されたシートを定着装置９へ搬送してトナー像を加熱定着した後、排出ローラ対10によって排出トレイ11へと排出するものである。

｛定着装置の電磁シールド｝
本実施形態の定着装置９は電磁誘導加熱方式によりトナー像を加熱定着するものである。次にその定着装置の構成と、電磁シールド構成について説明する。

まず、上記装置本体の筐体フレームについて説明する。図２は装置本体の筐体フレームを示す正面説明図であり、図３は筐体フレームの右側面説明図である。

本実施形態の筐体フレーム20は全体として直方体形状に成形され、四隅に支柱21が起立形成され、これを繋ぐように前側に前側板22、後側に後側板23が設けられている。また、上部には天板24、底部には底板25が設けられている。また、前記支柱21を補強するために両側面側にはステー26及び補強板27が設けられている。

前記前側板22、後側板23、天板24、底板25、ステー26及び補強板27は金属製の板材を塑性加工した板金で構成され、支柱21は金属製のパイプや板材を曲げ合わせてパイプ状にした部材で構成されている。

次に本実施形態の定着装置９について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は定着装置の断面説明図である。また、図５(a)はＩＨ電源の説明図であり、(b)は(a)の下面図、(c)は右側面図である。

定着装置９は、図４に示すように、発熱する定着ローラ９ａと、シートを定着ローラ９ａに押圧して駆動回転する加圧ローラ９ｂによって構成されている。そして、前記定着ローラ９ａは鉄等の導電性金属で構成され、磁束発生手段から発せられた磁束の作用により電磁誘導発熱するように構成されている。

定着ローラ９ａの内部には磁束発生手段としてのコイル９ｃが配置され、その近傍にコア９ｄ1，9ｄ2が配置されている。コイル９ｃは抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くしたものを用いている。また、前記コア９ｄ1，9ｄ2の材料としてはフェライト等の高透磁率残留磁束密度の低いものを用いると良い。

なお、本実施形態では前記コイル９ｃの芯線として、直径0.1[mm]〜0.3[mm]の細線を略80〜160本程度束ねたリッツ線を用いている。

そして、前記コイル９ｃに高周波電源回路から交番電流を流すことでコイル９ｃから発せられた磁束の作用により定着ローラ９ａを電磁誘導発熱させるものである。なお、本実施形態の定着装置９においては、コイル９ｃに流す交番電流の周波数は10[kHz]〜100[kHz]である。

高周波電源回路12、図１に示すように、ＩＨ電源13内に配置されている。このＩＨ電源13は画像記録部Ｂの上方であって、画像読取部Ａの下部近傍に配置されている。

ＩＨ電源13の場合においては高周波電源回路12内には上記コイルに高周波電流を通電するために商用電源から供給される交流（50[Hz]〜60[Hz]）を高周波に変換させる高周波変換素子14が設けられている（図５参照）。

上記ＩＨ電源13は高周波ノイズの発生源となる。そのため、本実施形態では前記ＩＨ電源13は装置本体１の筐体フレームである前後側板22，23の間に配置されている。これらＩＨ電源13の前後に配置された側板を構成する板金がシールドの機能を果たし、放射ノイズの低減が図れるようになっている。また、本実施形態ではＩＨ電源13の左右には筐体フレームの補強用金属ステー26及び補強板27が配置されているため、これらもノイズシールドの機能を果たしてノイズ低減が図れる。

また、本実施形態では、図５に示すように、前記高周波電源回路12が一般金属部材で囲われた金属製の容器内に配置され、ＩＨ電源ボックス16として構成されている。このように、本実施形態では高周波ノイズが発生する高周波電源回路12を一般金属部品で覆い、さらにそのＩＨ電源ボックス16を装置本体の金属製の筐体フレーム内に配置されているために、電磁シールド効果が非常に大きくなる。

そして、前記装置本体の筐体フレームは電気的にアースに落ちているため、常に安定したシールド効果を得られる。

従来、高周波電源回路は筐体フレームの外に配置されていたため、別途電磁シールド部材や高導電性鋼板などを用いてＩＨ電源ボックスを覆っていた。しかも、それだけでは足らず、一般的には樹脂製の外装カバーなどにも金属製のカバーを多用したり、各種電磁シールド部材を追加していたりしていた。これに対して本実施形態の構成では別途の電磁シールド部材が不要となるため、構成が簡単で且つコストダウンも図れる。

｛画像読取部に対する高周波電源回路の配置｝
次に上記高周波電源回路12と画像読取装置としての画像読取部Ａの関係について説明する。画像読み取りに際しては、図６に示すように、画像読取部Ａのプラテンガラス２上にセットされた原稿に光源30から光が照射される。そして、原稿からの反射光はミラー31ａ〜31ｃ及びレンズ32を介しＣＣＤ33に導かれ、反射光源はデジタル信号に変化される。

ここで、高湿環境や低温環境下立上げ時において、前記光源30から発せられた熱により急激にミラー31ａ〜31ｃの表面が暖められ、かつその熱量が少ないためミラー31ａ〜31ｃ全体を暖めるまでには30分以上の時間がかかる。このため、前記光源30から発せられる熱量によりミラー31ａ〜31ｃ表面に結露が生じる可能性がある。

そして、ミラー31ａ〜31ｃの表面に結露が生じたまま画像読み取り動作に入ると、ミラー31ａ〜31ｃ表面上で反射光が乱反射して正規の反射画像をＣＣＤ33に入力することが困難になる。従って、結露が発生してから結露が消滅するまでの時間、立上げ後から10分から30分の間の複写画像は読み取り品位が低下しやすい。

アナログ複写機の場合、画像読取部Ａと画像記録部Ｂとを別体にすることはできなかったが、画像記録部Ｂ内の定着装置から発せられた熱量により結露が防止しやすかった。しかし、デジタル複合機の場合、画像読取部Ａと画像記録部Ｂとが別体のため、定着装置の熱が画像読取部Ａに伝熱しにくくなり結露にたして弱い構成になっていた。

そのため、従来は前記結露を防止するために結露防止ヒータなるものがミラー31ａ〜31ｃの近傍に複数個設けられていた。しかし、本実施形態にあっては画像読取部Ａの下部近傍、すなわちミラー31ａ〜31ｃの下方近傍に前記ＩＨ電源13を配置し、その熱を利用して前記結露を防止するように構成されている。

前述の高周波電源回路12は極めて高温になりやすく、その温度上昇率はきわめて高い。そのため、本実施形態では高周波電源回路12の放熱用として、図５に示すように、ヒートシンク15が設けられている。さらに、ＩＨ電源13に設けられたファン17が前記ヒートシンク15のすぐ脇に配置され、矢印に示すようにエアを流して冷却している。画像形成時には、前記ヒートシンク15の表面温度は通常３分程度で100℃近くにまで達する。

そして、前記ヒートシンク15を画像読取部Ａと画像記録部Ｂとの境目の天板24の近傍に配置されている。これにより、ヒートシンク15から発せられた熱量が画像読取部Ａに伝わりやすくなり、特別に画像読取部内専用の加熱ヒータを設けなくても結露が生じ難い。このため、部品点数の減少、コストダウンが図れる。

画像形成装置の構成模式断面説明図である。装置本体の筐体フレームを示す正面説明図である。筐体フレームの右側面説明図である。定着装置の断面説明図である。ＩＨ電源の説明図である。現像読取部の説明図である。

符号の説明

Ａ …画像読取部
Ｂ …画像記録部
Ｓ …シート
１ …装置本体
２ …プラテンガラス
３ …原稿自動供給装置
４ …感光体ドラム
５ …レーザ照射装置
６ …現像装置
７ａ …給送ローラ
７ｂ …搬送ローラ対
８ …シート搬送路
９ …定着装置
９ａ …定着ローラ
９ｂ …加圧ローラ
９ｃ …コイル
９ｄ1，9ｄ2 …コア
10 …排出ローラ対
11 …排出トレイ
12 …高周波電源回路
13 …ＩＨ電源
14 …高周波変換素子
15 …ヒートシンク
16 …ＩＨ電源ボックス
17 …ファン
20 …筐体フレーム
21 …支柱
22 …前側板
23 …後側板
24 …天板
25 …底板
26 …ステー
27 …補強板
30 …光源
31ａ〜31ｃ …ミラー
32 …レンズ
33 …ＣＣＤ

Claims

磁束発生手段から発せられた磁束の作用により電磁誘導発熱する定着装置と、前記磁束発生手段に高周波電流を供給する高周波電源回路を有した画像形成装置において、
前記高周波電源回路を金属製の装置本体筐体フレーム内に配置したことを特徴とする画像形成装置。
前記高周波電源回路は金属製の容器内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
装置本体上部に情報を読み取るための読取装置を有し、
前記高周波電源回路を前記読取装置の近傍に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。