(57)【要約】【課題】異常温度における励磁コイルへの給電を商用電源ラインを遮断することで停止することを目的とする。【解決手段】温度制御が働かずに熱暴走状態になると、加熱ローラ１３０、サーモスタット２１０の温度が急激に上昇し、温度上昇が継続してサーモスタット２１０の温度が２００℃以上になると、サーモスタット２１０の両端がオープン状態になって励磁コイル２２０への商用電源３１０から給電が直接遮断される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部材と、前記発熱部材と対向配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段の前記発熱部材に相対する位置に配置され、前記発熱部材の異常温度を検知した場合には励磁コイルへの給電を停止する異常温度検知手段と、前記誘導加熱手段を駆動するインバーター電源回路と前記励磁コイルと前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する接続手段とを有し、前記異常温度検知手段は前記インバーター電源回路内の整流回路から平滑回路間に電気的に接続されていることを特徴とする発熱装置及び定着装置。
【請求項２】
前記接続手段は前記励磁コイルと前記インバーター電源回路を接続する２本のリード線と、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する２本のリード線の１本のリード線を共用することを特徴とする請求項１の発熱装置及び定着装置。
【請求項３】
前記接続手段は前記励磁コイルと前記インバーター電源回路を接続する２本のリード線と、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する１本のリード線を有した少なくとも４ピン以上のコネクタとを有し、電源電圧に応じて、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する１本のリード線のコネクタの接続位置を変え、電源電圧による前記励磁コイルと前記インバーター回路の誤接続を防止することを特徴とする請求項１及び２の発熱装置及び定着装置。
【請求項４】
前記接続手段は前記励磁コイルと前記インバーター電源回路を接続する２本のリード線を有した２ピンのコネクタと、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する１本のリード線を有した少なくとも２ピン以上のコネクタとを有し、電源電圧に応じて、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する１本のリード線を有したコネクタの接続位置を変え、電源電圧による前記励磁コイルと前記インバーター回路の誤接続を防止することを特徴とする請求項１及び２の発熱装置及び定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に関し、より具体的には電磁誘導を用いた発熱装置及び定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化・高速化についての市場要求が強くなってきている。これらの要求性能を達成するためには、画像形成装置に用いられる発熱装置及び定着装置の熱効率の改善が重要である。
【０００３】
画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー画像がシート材・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録媒体に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
【０００４】
電磁誘導加熱方式の定着装置として、特開平８−２２２０６号公報では、励磁コイルからなる誘導加熱手段の磁界により磁性金属部材である発熱部材に発生した渦電流でジュール熱を生じさせ、発熱部材を電磁誘導発熱させる技術が提案されている。
【０００５】
以下に従来の電磁誘導加熱方式の定着装置のインバーター電源回路の構成について説明する。ここで、図８は従来の電磁誘導加熱方式による定着装置の誘導加熱手段とインバーター電源回路を示す電気ブロック図である。
【０００６】
図８において、商用電源３１０をインバーター電源回路３２０内の全波整流する整流回路の整流ダイオード３３０に、平滑回路の平滑コンデンサ３４０を介して、誘導加熱手段１８０内の励磁コイル２２０の片方に接続手段３５０にて接続されている。また、前記インバーター電源回路３２０内で前記励磁コイル２２０と並列に共振用の共振コンデンサ３６０に接続されている。
【０００７】
さらに前記励磁コイル２２０の逆側の片方に前記インバーター電源回路３２０内のスイッチング素子（以下、ＩＧＢＴと記す）３７０に前記接続手段３５０にて接続されている。また、前記ＩＧＢＴ３７０はスイッチング素子駆動手段３８０に接続され、温度制御回路３９０の制御信号に応じて、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。前記スイッチング素子駆動手段３８０はＤＣ２０ＶのＤＣ電源４００が前記誘導加熱手段１８０内の異常温度検知手段（以下、サーモスタットと記す）２１０を介して接続されている。
【０００８】
そして、前記ＩＧＢＴ３７０がＯＮ／ＯＦＦされ、前記励磁コイル２２０に高周波電流が流れる。この高周波電流にて磁界が発生し、前記励磁コイル２２０に対向配置された磁性金属部材である発熱部材（以下、加熱ローラと記す）１３０に渦電流を発生させジュール熱を発生させる。
【０００９】
このような回路構成において、正常状態では前記加熱ローラ１３０は１８０℃程度に温度制御されており、前記サーモスタット２１０の両端はショート状態となっている。
【００１０】
ここで何らかの原因で温度制御が働かずに熱暴走状態になると、前記加熱ローラ１３０の温度が急激に上昇し、前記サーモスタット２１０の温度も急激に上昇する。そして、温度上昇が継続して前記サーモスタット２１０の温度が２００℃以上になると、前記サーモスタット２１０の両端がオープン状態になって前記スイッチング素子駆動手段３８０へＤＣ電源４００から給電が行われなくなる。前記スイッチング素子駆動手段３８０の出力はプルダウンされているため、電源が供給されなくなると前記ＩＧＢＴ３７０の入力（以下、ゲートと記す）はオフとなり、前記励磁コイル２２０に電流は流れず、加熱ローラ１３０への加熱は停止する。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−０２２２０６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記加熱ローラ１３０が異常温度に達してから、これが前記サーモスタット２１０により検知し、前記スイッチング素子駆動手段３８０へ前記ＤＣ電源４００の供給を止めても前記商用電源３１０のラインが遮断されていなく、前記ＩＧＢＴ３７０の異常等にてさらに加熱して発煙や発火するという安全上の問題があった。
【００１３】
また、電源電圧に応じて前記誘導加熱手段１８０と前記インバーター電源回路３２０を変更する必要があり製造上、前記誘導加熱手段１８０と前記インバーター電源回路３２０を間違えた場合、前記インバーター電源回路３２０内の前記ＩＧＢＴ３７０等が破壊するという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、発熱部材が異常温度になった場合に商用電源ラインを遮断する異常温度検知手段を設け、異常温度における励磁コイルへの給電を商用電源ラインを遮断することで停止することのできる発熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、励磁コイル及び、異常温度検知手段への接続する接続手段のリード線数を低減しコストダウンできる発熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、電源電圧に応じて励磁コイルもしくはインバーター電源回路を間違えた場合でも励磁コイルもしくはインバーター電源回路に給電されることがなく、スイッチング素子等の破壊を防止できる発熱装置及び定着装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の発熱装置及び定着装置は、発熱部材と、前記発熱部材と対向配置され、電磁誘導によって前記発熱部材を発熱させる誘導加熱手段と、前記誘導加熱手段の前記発熱部材に相対する位置に配置され、前記発熱部材の異常温度を検知した場合には前記励磁コイルへの給電を停止する異常温度検知手段と、前記誘導加熱手段を駆動するインバーター電源回路と前記励磁コイルと前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する接続手段とを有し、前記異常温度検知手段は、前記インバーター電源回路内の整流回路から平滑回路間に電気的に接続されている構成のものである。
【００１８】
また、前記接続手段は前記励磁コイルと前記インバーター電源回路を接続する２本のリード線と、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する２本のリード線の１本のリード線を共用することができる構成のものである。
【００１９】
また、前記接続手段は前記励磁コイルと前記インバーター電源回路を接続する２本のリード線と、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する１本のリード線を有した少なくとも４ピン以上のコネクタとを有し、電源電圧に応じて、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する１本のリード線のコネクタの接続位置を変えることができる構成のものである。
【００２０】
また、前記接続手段は前記励磁コイルと前記インバーター電源回路を接続する２本のリード線を有した２ピンのコネクタと、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する１本のリード線を有した少なくとも２ピン以上のコネクタとを有し、電源電圧に応じて、前記異常温度検知手段と前記インバーター電源回路を接続する１本のリード線を有したコネクタの接続位置を変えることができる構成のものである。
【００２１】
これにより、発熱部材が異常温度になった場合に商用電源ラインを遮断する異常温度検知手段を設け、異常温度における励磁コイルへの給電を商用電源ラインを遮断することで停止することが可能になる。
【００２２】
また、励磁コイルとインバーター電源回路を接続する２本のリード線と、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する２本のリード線の１本のリード線を共用することで、リード線数を低減しコストダウンが可能になる。
【００２３】
また、電源電圧に応じて励磁コイルもしくはインバーター電源回路を間違えた場合でも励磁コイルもしくはインバーター電源回路に給電されることがなく、スイッチング素子等の破壊を防止することが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、発熱部材と、発熱部材と対向配置され、電磁誘導によって発熱部材を発熱させる誘導加熱手段と、誘導加熱手段の発熱部材に相対する位置に配置され、発熱部材の異常温度を検知した場合には励磁コイルへの給電を停止する異常温度検知手段と、誘導加熱手段を駆動するインバーター電源回路と励磁コイルと異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する接続手段とを有し、異常温度検知手段は、インバーター電源回路内の整流回路から平滑回路間に電気的に接続されて、発熱部材が異常温度になった場合に商用電源ラインを遮断する異常温度検知手段を設け、異常温度における励磁コイルへの給電を商用電源ラインを遮断することで停止することが可能になるという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、接続手段は励磁コイルとインバーター電源回路を接続する２本のリード線と、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する２本のリード線の１本のリード線を共用し、リード線数を低減できる。
【００２６】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１及び、請求項２に記載の発明において、接続手段は励磁コイルとインバーター電源回路を接続する２本のリード線と、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する１本のリード線を有した少なくとも４ピン以上のコネクタとを有し、電源電圧に応じて、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する１本のリード線のコネクタの接続位置を変え、電源電圧に応じて励磁コイルもしくはインバーター電源回路を間違えた場合でも励磁コイルもしくはインバーター電源回路に給電されることがなく、スイッチング素子等の破壊を防止することが可能になるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１及び、請求項２に記載の発明において、接続手段は励磁コイルとインバーター電源回路を接続する２本のリード線を有した２ピンのコネクタと、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する１本のリード線を有した少なくとも２ピン以上のコネクタとを有し、電源電圧に応じて、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する１本のリード線を有したコネクタの接続位置を変え、電源電圧に応じて励磁コイルもしくはインバーター電源回路を間違えた場合でも励磁コイルもしくはインバーター電源回路に給電されることがなく、スイッチング素子等の破壊を防止することが可能になるという作用を有する。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図７を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００２９】
図１は本発明の一実施の形態である定着装置を備えた画像形成装置の構成図、図２は図１の画像形成装置に用いられる本発明の一実施の形態である電磁誘導加熱方式による定着装置の構成図、図３は図２の定着装置を構成する本発明の一実施の形態である加熱ローラの断面図、図４は図２の定着装置を構成する本発明の一実施の形態である励磁コイル、ショートリングの構成図、図５は本発明の一実施の形態である電磁誘導加熱方式による定着装置の誘導加熱手段とインバーター電源回路を示す電気ブロック図である。図６は図５の接続手段部の本発明の一実施の形態である電源電圧によるコネクタ仕様図、図７は図５の接続手段部の本発明の別の実施の形態である電源電圧によるコネクタ仕様図である。
【００３０】
まず、本発明に係る画像形成装置の概略を説明する。なお、本実施の形態で説明する画像形成装置は、電子写真方式を採用する装置の中で特にカラー画像の発色に寄与する４色の基本色トナー毎に現像装置を備え、転写体に４色画像を重ね合わせ、シート材に一括転写するタンデム方式である。しかしながら、本発明はタンデム方式の画像形成装置のみに限定されず、また現像装置の数、中間転写体の有無等に拘らず、あらゆる方式の画像形成装置に採用可能であることはいうまでもない。
【００３１】
図１において、感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの周囲には、各感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの表面を一様に所定の電位に帯電させる帯電手段２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ、帯電された感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ上に特定色の画像データに対応したレーザビームの走査線３０Ｋ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙを照射して静電潜像を形成する露光手段３０、感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ上に形成された静電潜像を顕像化する現像手段４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ、感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ上に顕像化されたトナー像を無端状の中間転写ベルト（中間転写体）７０に転写する転写手段５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ、感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄから中間転写ベルト７０にトナー像を転写した後に感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに残っている残留トナーを除去するクリーニング手段６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄがそれぞれ配置されている。
【００３２】
ここで、露光手段３０は、感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに対して所定の傾きをもって配置されている。また、中間転写ベルト７０は、図示する場合においては、矢印Ａ方向へ回動する。なお、画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄでは、それぞれブラック画像、シアン画像、マゼンタ画像、イエロー画像が形成される。そして、感光体ドラム１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに形成された各色の単色画像が中間転写ベルト７０上に順次重ね転写されてフルカラー画像が形成される。
【００３３】
装置の下部には、印字用紙などのシート材（記録媒体）９０が収納された給紙カセット１００が設けられている。そして、シート材９０は、給紙ローラ８０により給紙カセット１００から１枚ずつ用紙搬送路に送り出される。
【００３４】
用紙搬送路上には、中間転写ベルト７０の外周面と所定量にわたって接触し、この中間転写ベルト７０上に形成されたカラー画像をシート材９０に転写するシート材転写ローラ１１０、シート材９０上に転写されたカラー画像をローラの狭持回転に伴う圧力と熱とによってシート材９０に定着する定着器１２０が配置されている。
【００３５】
このような構成の画像形成装置において、まず画像形成ステーションＰａの帯電手段２０ａおよび露光手段３０により感光体ドラム１０ａ上に画像情報のブラック成分色の潜像が形成される。この潜像は現像手段４０ａでブラックトナーを有する現像手段４０ａによりブラックトナー像として可視像化され、転写手段５０ａにより中間転写ベルト７０上にブラックトナー像として転写される。
【００３６】
一方、ブラックトナー像が中間転写ベルト７０に転写されている間に、画像形成ステーションＰｂではシアン成分色の潜像が形成され、続いて現像手段４０ｂでシアントナーによるシアントナー像が顕像化される。そして、先の画像ステーションＰａでブラックトナー像の転写が終了した中間転写ベルト７０にシアントナー像が画像ステーションＰｂの転写手段５０ｂにて転写され、ブラックトナー像と重ね合わされる。
【００３７】
以下、マゼンタトナー像、イエロートナー像についても同様な方法で画像形成が行われ、中間転写ベルト７０に４色のトナー像の重ね合わせが終了すると、給紙ローラ８０により給紙カセット１００から給紙されたシート材９０上にシート材転写ローラ１１０によって４色のトナー像が一括転写される。そして、転写されたトナー像は定着器１２０でシート材９０に加熱定着され、このシート材９０上にフルカラー画像が形成される。
【００３８】
次に、このような画像形成装置に用いられた定着装置について説明する。
【００３９】
図２に示すように、定着装置は、誘導加熱手段１８０の電磁誘導により加熱される加熱ローラ（発熱部材）１３０と、加熱ローラ１３０と平行に配置された定着ローラ１４０と、加熱ローラ１３０と定着ローラ１４０とに張け渡され、加熱ローラ１３０により加熱されるとともに少なくともこれらのいずれかのローラの回転により矢印Ｂ方向に回転する無端帯状の耐熱性ベルト（トナー加熱媒体）１５０と、耐熱性ベルト１５０を介して定着ローラ１４０に圧接されるとともに耐熱性ベルト１５０に対して順方向に回転する加圧ローラ１６０とから構成されている。
【００４０】
加熱ローラ１３０はたとえば鉄、コバルト、ニッケルまたはこれら金属の合金等の中空円筒状の磁性金属部材の回転体からなり、外径をたとえば２０ｍｍ、肉厚をたとえば０．３ｍｍとして、低熱容量で昇温の速い構成となっている。
【００４１】
加熱ローラ１３０は、図３に示すように、亜鉛メッキ鋼板からなる支持側板１３１に固定されたベアリング１３２により、その両端が回転可能に支持されている。加熱ローラ１３０は、図示しない装置本体の駆動手段によって回転駆動される。加熱ローラ１３０は、鉄・ニッケル・クロムの合金である磁性材料によって構成され、そのキュリー点が３００℃以上となるように調整されている。また、加熱ローラ１３０は、厚さ０．３ｍｍのパイプ状に形成されている。
【００４２】
加熱ローラ１３０の表面には、離型性を付与するために、厚さ２０μｍのフッ素樹脂からなる離型層（図示せず）が被覆されている。尚、離型層としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂やゴムを単独であるいは混合して用いてもよい。加熱ローラ１３０をモノクロ画像の定着用として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、加熱ローラ１３０をカラー画像の定着用として用いる場合には弾性を付与することが望ましく、その場合にはさらに厚いゴム層を形成する必要がある。
【００４３】
定着ローラ１４０は、たとえばステンレススチール等の金属製の芯金１４０ａと、耐熱性を有するシリコーンゴムをソリッド状または発泡状にして芯金１４０ａを被覆した弾性部材１４０ｂとからなる。そして、加圧ローラ１６０からの押圧力でこの加圧ローラ１６０と定着ローラ１４０との間に所定幅の定着ニップ部Ｎを形成するために外径を３０ｍｍ程度として加熱ローラ１３０より大きくしている。弾性部材１４０ｂはその肉厚を３〜８ｍｍ程度、硬度を１５〜５０°（Ａｓｋｅｒ硬度：ＪＩＳ  Ａ  の硬度では６〜２５°による）程度としている。この構成により、加熱ローラ１３０の熱容量は定着ローラ１４０の熱容量より小さくなるので、加熱ローラ１３０が急速に加熱されてウォームアップ時間が短縮される。
【００４４】
加熱ローラ１３０と定着ローラ１４０とに張り渡された耐熱性ベルト１５０は、誘導加熱手段１８０により加熱される加熱ローラ１３０との接触部位で加熱される。そして、加熱ローラ１３０，定着ローラ１４０の回転によって耐熱性ベルト１５０の内面が連続的に加熱され、結果としてベルト全体に渡って加熱される。
【００４５】
耐熱性ベルト１５０は、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性を有する金属またはそれらを基材とする合金を基材とした発熱層と、その表面を被覆するようにして設けられたシリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性部材からなる離型層（図示せず）とから構成された複合層ベルトである。
【００４６】
上記複合層ベルトを使用すれば、ベルトを直接加熱できる他、発熱効率が良くなり、またレスポンスが速くなる。
【００４７】
また、仮に何らかの原因で、例えば耐熱性ベルト１５０と加熱ローラ１３０との間に異物が混入してギャップが生じたとしても、耐熱性ベルト１５０の発熱層の電磁誘導による発熱で耐熱性ベルト１５０自体が発熱するので、温度ムラが少なく定着の信頼性が高くなる。
【００４８】
図２において、加圧ローラ１６０は、たとえば銅またはアルミ等の熱伝導性の高い金属製の円筒部材からなる芯金１６０ａと、この芯金１６０ａの表面に設けられた耐熱性およびトナー離型性の高い弾性部材１６０ｂとから構成されている。芯金１６０ａには上記金属以外にＳＵＳを使用しても良い。
【００４９】
加圧ローラ１６０は耐熱性ベルト１５０を介して定着ローラ１４０を押圧してシート材９０を挟持搬送する定着ニップ部Ｎを形成しているが、本実施の形態では、加圧ローラ１６０の硬度を定着ローラ１４０に比べて硬くすることによって、加圧ローラ１６０が定着ローラ１４０（及び耐熱性ベルト１５０）へ食い込む形となり、この食い込みにより、シート材９０は加圧ローラ１６０表面の円周形状に沿うため、シート材９０が耐熱性ベルト１５０表面から離れやすくなる効果を持たせている。この加圧ローラ１６０の外径は定着ローラ１４０と同じ３０ｍｍ程度であるが、肉圧は２〜５ｍｍ程度で定着ローラ１４０より薄く、また硬度は２０〜６０°（Ａｓｋｅｒ硬度：ＪＩＳ  Ａ  の硬度では６〜２５°による）程度で前述したとおり定着ローラ１４０より硬く構成されている。定着ニップ部Ｎの入口側近傍において耐熱性ベルト１５０の内面側に当接して配置されたサーミスタなどの熱応答性の高い感温素子からなる温度検出手段２４０により、ベルト内面温度が検知される。
【００５０】
次に、誘導加熱手段１８０の構成について説明する。
【００５１】
電磁誘導により加熱ローラ１３０を加熱する誘導加熱手段１８０は、図２に示すように、加熱ローラ１３０の外周面と対向配置されている。誘導加熱手段１８０には、加熱ローラ１３０を覆うように湾曲形成されて加熱ローラ１３０を格納するための格納室２００を備えた支持フレーム（コイルガイド部材）１９０が設けられている。なお、支持フレーム１９０は難燃性の樹脂で構成されている。
【００５２】
サーモスタット２１０の温度を検知する部分は、支持フレーム１９０から加熱ローラ１３０及び耐熱性ベルト１５０に向けて一部表出して設けられている。これにより、加熱ローラ１３０及び耐熱性ベルト１５０の温度を検知し、異常温度を検知した場合に図５に示すインバーター電源回路３２０を強制切断する。
【００５３】
支持フレーム１９０の外周面には、磁界発生手段である表面が絶縁された線材を束ねた線束の励磁コイル２２０が巻回されている。励磁コイル２２０は長い一本の励磁コイル線材をこの支持フレーム１９０に沿って加熱ローラ１３０の軸方向に交互に巻き付けたものである（図示せず）。コイルを巻き付ける長さは耐熱性ベルト１５０と加熱ローラ１３０とが接する領域と略同じにされている。
【００５４】
励磁コイル２２０は、図５に示すインバーター電源回路３２０に接続され、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交流電流、好ましくは２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚの高周波交流電流が給電され、これにより交番磁界を発生する。そして、加熱ローラ１３０と耐熱性ベルト１５０との接触領域およびその近傍部においてこの交番磁界が加熱ローラ１３０および耐熱性ベルト１５０の発熱層に作用し、これらの内部では交番磁界の変化を妨げる方向に渦電流が流れる。
【００５５】
この渦電流が加熱ローラ１３０および耐熱性ベルト１５０の発熱層の抵抗に応じたジュール熱を発生させ、主として加熱ローラ１３０と耐熱性ベルト１５０との接触領域およびその近傍部において加熱ローラ１３０および耐熱性ベルト１５０が電磁誘導加熱される。
【００５６】
図４にも示すように、支持フレーム１９０の外側には格納室２００を囲む形でショートリング２３０が設けられている。ショートリング２３０には励磁コイル２２０に電流を流すことによって生じる磁束のうち外部に漏れ出る漏れ磁束を打ち消す方向に渦電流が発生する。渦電流が発生するとフレミングの法則により、漏れ磁束の磁界を打ち消す方向に磁界が発生し、漏れ磁束による不要輻射を防止する。
【００５７】
ショートリング２３０は、例えば、導電性の高い銅またはアルミニウムを材料とする。また、ショートリング２３０は、少なくとも、漏れ磁束を打ち消す磁束を発生させられる位置にあればよい。
【００５８】
支持フレーム１９０の格納室２００を囲むような形で励磁コイルコア２５０が設けられ、その上部には、支持フレーム１９０の格納室２００をまたぐような形でＣ型コイルコア２６０が設けられている。
【００５９】
励磁コイルコア２５０及びＣ型コイルコア２６０を設けることにより、励磁コイル２２０のインダクタンスが大きくなり、励磁コイル２２０と加熱ローラ１３０との電磁結合が良好となる。このため、同じコイル電流でも多くの電力を加熱ローラ１３０へ投入することが可能となり、ウォームアップ時間の短い定着装置を実現することができる。
【００６０】
この励磁コイル２２０を挟んで加熱ローラ１３０の反対側には、誘導加熱手段１８０の内部を覆うハウジング２７０が取り付けられている。ハウジング２７０はたとえば樹脂製であり、Ｃ型コイルコア２６０やサーモスタット２１０を覆うような屋根型で支持フレーム１９０に取り付けられている。なお、ハウジング２７０は樹脂製以外であってもよい。図４に示すハウジング２７０には複数の放熱孔２８０が形成されており、内部の支持フレーム１９０、励磁コイル２２０、Ｃ型コイルコア２６０等から発散された熱が外部に放出されるようになっている。
【００６１】
ハウジング２７０に形成された放熱孔２８０を塞がないような形状で、ショートリング２９０が支持フレーム１９０に取り付けられている。
【００６２】
ショートリング２９０は、上述したショートリング２３０と同様のものであり、図４に示すように、Ｃ型コイルコア２６０等の背面に位置しており、Ｃ型コイルコア２６０等の背面から外部に漏れ出るわずかな漏れ磁束を打ち消す方向に渦電流が発生することで、漏れ磁束の磁界を打ち消す方向に磁界が発生し、漏れ磁束による不要輻射を防止する。
【００６３】
ここで、誘導加熱手段とインバーター電源回路の構成について説明する。
【００６４】
図５に示す様に、商用電源３１０がインバーター電源回路３２０内の全波整流する整流回路の整流ダイオード３３０を介して、誘導加熱手段１８０内のサーモスタット２１０の片方に接続手段３５０にて接続され、前記サーモスタット２１０の逆側の片方は前記誘導加熱手段１８０内にて励磁コイル２２０の片方に接続されている。接続された前記サーモスタット２１０と前記励磁コイル２２０の片方は前記接続手段３５０にて前記インバーター電源回路３２０内の平滑回路の平滑コンデンサ３４０と前記励磁コイル１８０と並列にある共振用の共振コンデンサ３６０に接続されている。
【００６５】
さらに前記励磁コイル２２０の逆側の片方は、前記インバーター電源回路３２０内のスイッチング素子ＩＧＢＴ３７０に前記接続手段３５０にて接続されている。また、前記ＩＧＢＴ３７０はスイッチング素子駆動手段３８０に接続され、温度制御回路３９０の制御信号に応じて、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。前記スイッチング素子駆動手段３８０の電源にはＤＣ２０ＶのＤＣ電源４００が直接、接続されている。
【００６６】
そして、前記ＩＧＢＴ３７０がＯＮ／ＯＦＦされ、前記励磁コイル２２０に高周波電流が流れる。この高周波電流にて磁界が発生し、前記励磁コイル２２０に対向配置された磁性金属部材である加熱ローラ１３０に渦電流を発生させジュール熱を発生させる。
【００６７】
このような回路構成において、正常状態では前記加熱ローラ１３０は１８０℃程度に温度制御されており、前記サーモスタット２１０の両端はショート状態となっている。
【００６８】
ここで何らかの原因で温度制御が働かずに熱暴走状態になると、前記加熱ローラ１３０の温度が急激に上昇し、前記サーモスタット２１０の温度も急激に上昇する。そして、温度上昇が継続して前記サーモスタット２１０の温度が２００℃以上になると、前記サーモスタット２１０の両端がオープン状態になって前記励磁コイル２２０への商用電源３１０から給電が直接遮断される。
【００６９】
次に前記誘導加熱手段１８０と前記インバーター電源回路３２０の前記接続手段３５０について説明する。
【００７０】
図６（ａ）に示す様に、例えば商用電源３１０の電源電圧が１００Ｖ系の誘導加熱手段１８０であれば、前記接続手段３５０はリード線３５１、３５２、３５３とコネクタ３５４とを有し、前記サーモスタット２１０の片方に接続された前記リード線３５１は前記コネクタ３５４の１ピンに接続されている。ここで前記コネクタ３５４の２ピンは空きピン（以下、ＮＣピンと記す）となっている。
【００７１】
また、前記サーモスタット２１０の逆側の片方と励磁コイル２２０に接続された前記リード線３５２は前記コネクタ３５４の３ピンに接続され、励磁コイル２２０の逆側の片方に接続された前記リード線３５３は前記コネクタ３５４の４ピンに接続されている。
【００７２】
また、商用電源３１０の電源電圧が１００Ｖのインバーター電源回路３２０であれば、前記インバーター電源回路３２０内の配線パターン（図示せず）は前記コネクタ３５４の１ピンは商用電源３１０のパターン、２ピンはパターンなし、３ピンは前記平滑コンデンサ３４０及び、共振コンデンサ３６０のパターン、４ピンは前記ＩＧＢＴ３７０のパターンとなっている。
【００７３】
図６（ｂ）に示す様に、例えば商用電源３１０の電源電圧が２００Ｖ系の誘導加熱手段１８０であれば、前記接続手段３５０はリード線３５１、３５２、３５３とコネクタ３５４とを有し、前記サーモスタット２１０の片方に接続された前記リード線３５１は前記コネクタ３５４の２ピンに接続されている。ここで前記コネクタ３５４の１ピンは空きピン（以下、ＮＣピンと記す）となって１００Ｖ系とは異なった接続となっている。
【００７４】
また、前記サーモスタット２１０の逆側の片方と励磁コイル２２０に接続された前記リード線３５２は前記コネクタ３５４の３ピンに接続され、励磁コイル２２０の逆側の片方に接続された前記リード線３５３は前記コネクタ３５４の４ピンに接続されている。これは１００Ｖと同様の接続となっている。
【００７５】
また、商用電源３１０の電源電圧が２００Ｖのインバーター電源回路３２０であれば、前記インバーター電源回路３２０内の配線パターン（図示せず）は前記コネクタ３５４の１ピンはパターンなし、２ピンは商用電源３１０のパターン、３ピンは前記平滑コンデンサ３４０及び、共振コンデンサ３６０のパターン、４ピンは前記ＩＧＢＴ３７０のパターンとなっている。
【００７６】
以上のような構成であれば、商用電源の電源電圧の異なった１００Ｖ系の誘導加熱手段１８０と２００Ｖ系のインバーター電源回路３２０がコネクタ３５４にて接続されても、前記誘導加熱手段１８０及び、前記インバーター電源回路３２０内の前記ＩＧＢＴ３７０に商用電源３１０が接続されない構成となっている。商用電源３１０の電源電圧の異なった２００Ｖ系の誘導加熱手段１８０と１００Ｖ系のインバーター電源回路３２０も同様である。
【００７７】
また、図７（ａ）、（ｂ）に示す様に接続手段３５０のコネクタを３５５及び３５６の２つにしても同様の構成や効果がえられる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば異常温度検知手段を前記インバーター電源回路内の整流回路から平滑回路間に電気的に接続することで、異常温度における励磁コイルへの給電を商用電源ラインを直接遮断することで発煙や発火等の防止という有効な効果が得られる。
【００７９】
また、励磁コイルとインバーター電源回路を接続する２本のリード線と、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する２本のリード線の１本のリード線を共用し、リード線数を低減できコストダウンという有効な効果が得られる。
【００８０】
さらに、励磁コイルとインバーター電源回路を接続する２本のリード線と、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する１本のリード線を有した少なくとも４ピン以上のコネクタとを有し、電源電圧に応じた異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する１本のリード線のコネクタの接続位置を変え、電源電圧に応じた励磁コイルもしくはインバーター電源回路を間違えた場合でも励磁コイルもしくはインバーター電源回路に給電されることがなく、スイッチング素子等の破壊を防止という有効な効果が得られる。
【００８１】
同様に励磁コイルとインバーター電源回路を接続する２本のリード線を有した２ピンのコネクタと、異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する１本のリード線を有した少なくとも２ピン以上のコネクタとを有し、電源電圧に応じた異常温度検知手段とインバーター電源回路を接続する１本のリード線を有したコネクタの接続位置を変え、電源電圧に応じて励磁コイルもしくはインバーター電源回路を間違えた場合でも励磁コイルもしくはインバーター電源回路に給電されることがなく、スイッチング素子等の破壊を防止という有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である定着装置を備えた画像形成装置の構成図
【図２】図１の画像形成装置に用いられる本発明の一実施の形態である電磁誘導加熱方式による定着装置の構成図
【図３】図２の定着装置を構成する本発明の一実施の形態である加熱ローラの断面図
【図４】図２の定着装置を構成する本発明の一実施の形態である励磁コイル、ショートリングの構成図
【図５】本発明の一実施の形態である電磁誘導加熱方式による定着装置の誘導加熱手段とインバーター電源回路を示す電気ブロック図
【図６】図５の接続手段部の本発明の一実施の形態である電源電圧によるコネクタ仕様図
【図７】図５の接続手段部の本発明の別の実施の形態である電源電圧によるコネクタ仕様図
【図８】従来の電磁誘導加熱方式による定着装置の誘導加熱手段とインバーター電源回路を示す電気ブロック図
【符号の説明】
１８０  誘導加熱手段
２１０  異常温度検知手段（サーモスタット）
２２０  励磁コイル
３２０  インバーター電源回路
３４０  平滑コンデンサ
３５０  接続手段
３６０  共振コンデンサ
３７０  スイッチング素子（ＩＧＢＴ）
【図１】
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【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】
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【図８】
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