JPWO2005055669A1 - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

電磁誘導加熱される発熱体の材質及び温度特性等の如何にかかわらず、前記発熱体が異常高温度になったときに、この異常高温度を検知する異常高温度検知手段温度動作手段を安価でコンパクトな構成によって迅速かつ確実に動作させるようにする加熱装置。この装置において、発熱ベルト２１０に対して励磁コイル２３１と同じ側でかつ励磁コイル２３１の導線の巻回束の間にサーモスタット３０１を配設する。これにより、サーモスタット３０１と励磁コイル２３１を共にコイルガイド２３４に保持でき、これらの配線及び端子を一カ所に集中配置できるので、部品点数及び組立工数を低減でき、装置本体を安価でコンパクトに構成できる。また、発熱ベルト２１０の材質が磁性部材であるか否か及び発熱ベルト２１０の温度がキュリー温度を超えたか否かにかかわらず、発熱ベルト２１０が異常高温度になったときにサーモスタット３０１が確実に動作する。

Description

本発明は、電磁誘導加熱方式の加熱装置に関し、特に電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置の定着装置として用いるのに適した加熱装置に関する。

電磁誘導加熱（ＩＨ；ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｈｅａｔｉｎｇ）方式の加熱装置は、発熱体に磁場生成手段により生成した磁場を作用させて渦電流を発生させ、この渦電流により前記発熱体をジュール発熱させるものである。この加熱装置は、例えば、画像形成手段によって転写紙及びＯＨＰシートなどの記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着する画像形成装置の定着装置として用いることができる。

この電磁誘導加熱方式の加熱装置を用いた定着装置は、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式のものと比較して発熱効率が高く、その発熱体の加熱立ち上り速度を速くすることができるという利点を有している。

また、前記発熱体として肉厚の薄いスリーブもしくは無端状ベルトなどからなる薄肉の発熱体を用いた定着装置は、発熱体の熱容量が小さくこの発熱体を短時間で発熱させることができるので、所定の温度に発熱するまでの立ち上がり応答性を著しく向上させることができる。

ところで、この種の加熱装置を用いた定着装置においては、その温度制御系の故障などにより前記発熱体が熱暴走を起こして可燃部が発火したり発煙したりしないようにするために何らかの安全策を講じるようにしている。

従来、このような定着装置として、熱伝導により動作エネルギを受け取って動作する異常高温度検知手段としてのサーモスタットを、前記発熱体としての加熱ローラの局所的な発熱部分に接触するように配置し、前記加熱ローラの表面温度が予め設定された異常高温度に達したときに、この加熱ローラの温度を制御する回路に供給する電流を前記サーモスタットにより切断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示された定着装置では、磁場生成手段である励磁コイルと前記サーモスタットとが発熱体としての加熱ローラを挟んで反対側に配設されているため、サーモスタットと励磁コイルとを保持する部材、配線および端子がそれぞれに必要となり、部品点数と組立工数が増加し、装置の占める面積も大きくなるという課題を有していた。

また、特許文献１に開示された定着装置では、その加熱ローラが磁性部材である場合、加熱ローラの温度がそのキュリー温度を超えてしまうと、加熱ローラの磁性部材の透磁率が急激に低下して加熱ローラから磁束が漏洩する。この漏洩磁束は、加熱ローラの周囲の磁性部材に誘導され、この磁性部材と対向する加熱ローラの部分を局所的に高発熱させる。このため、この定着装置では、前記サーモスタットの配置部位以外で前述のような局所的な高発熱が発生すると、前記サーモスタットが動作する前に定着装置自体が破損したり発火したりするおそれがある。特に、前記加熱ローラの回転が停止している状態では、前記サーモスタットの配置部位以外で局所的な高発熱が発生していても前記サーモスタットが動作しないという問題がある。

加熱ローラの温度がそのキュリー温度を超えてしまうことによる上記の問題を解決する加熱装置としては、前記発熱体としての加熱部材を挟んで前記磁場生成手段としての励磁コイルと対向する位置に前記異常高温度検知手段としてのサーモスイッチを配設し、さらに前記サーモスイッチの配設位置もしくは近傍に、前記加熱部材の発熱層の温度が前記発熱層の磁性部材のキュリー温度を超えた時に発生する前記発熱層からの漏洩磁束を誘導する磁性部材で構成される漏洩磁束誘導部材を配設したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２の加熱装置においては、装置故障などにより、温度調整制御系が正常に動作せずに、その励磁コイルへの過剰な電力供給が続いた場合、その加熱部材の発熱の温度が上昇していく。このとき、前記加熱部材の発熱層の温度が、前記発熱層に用いられている磁性部材のキュリー温度を超えると、前記発熱層の透磁率が急激に低下して前記発熱層中に磁路を形成していた磁束が漏洩する。この漏洩磁束の多くは、前記漏洩磁束誘導部材に誘導される。これにより、前記漏洩磁束誘導部材の対向位置の加熱部材部分の発熱層における磁束が他の部分よりも相対的に多くなり、前記加熱部材の温度がこの部分で局所的に高くなって前記サーモスイッチが早く動作するようになる。

これにより、特許文献２に開示された加熱装置においては、その温度制御系の故障により熱暴走を起こして加熱部材の発熱層の温度が前記発熱層を構成する導電性磁性部材のキュリー温度を越えた異常高温度になったときに、感熱式安全装置であるサーモスイッチを早く動作させて加熱装置への電力供給を遮断することが可能になる。
特開平７−３１９３１２号公報 特開２００１−２６７０５０号公報

しかしながら、前記特許文献２に開示された加熱装置は、励磁コイルとサーモスイッチとが加熱部材である定着フィルムを挟んで反対側に配設されているため、サーモスタットと励磁コイルとを保持する部材、配線および端子がそれぞれ個別に必要となり、部品点数と組立工数が増加し、装置の占める面積も大きくなるという前記特許文献１と同じ課題を有していた。

また、前記特許文献２に開示された加熱装置では、その加熱部材の発熱層に用いられている磁性部材の温度がそのキュリー温度を超えていない状態では、前記漏洩磁束誘導部材に前記漏洩磁束が誘導されないため、前記加熱部材が異常高温度になっているにもかかわらず前記サーモスイッチが動作しないおそれが高い。

さらに、特許文献２に開示された加熱装置では、その加熱部材が磁束を透過する非磁性体で構成されている場合、その励磁コイルからの磁束が前記加熱部材を透過してしまうため、この加熱部材を透過した磁束が前記漏洩磁束誘導部材に直接誘導されて前記漏洩磁束誘導部材が加熱されてしまう。このため、この加熱装置では、前記漏洩磁束誘導部材からの熱伝導により前記加熱部材が局所的に昇温されて前記加熱部材の発熱温度分布が不均一になるおそれがある。また、この加熱装置では、前記加熱部材を透過した磁束により前記漏洩磁束誘導部材が直接加熱されてしまうため、前記加熱部材が異常高温度になっていないのに前記サーモスイッチが動作してしまうおそれがある。

本発明の目的は、電磁誘導加熱される発熱体の材質及び温度特性等の如何にかかわらず、前記発熱体が異常高温度になったときに、この異常高温度を検知する異常高温度検知手段を迅速かつ確実に動作させることができる安価でコンパクトな構成の加熱装置を提供することである。

本発明の加熱装置は、導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、を備え、前記異常高温度検知手段が、前記発熱体に対して前記励磁コイルと同じ側でかつ前記励磁コイルの導線の巻回束の間に配設されている構成を採る。

本発明によれば、電磁誘導加熱される発熱体の材質及び温度特性等の如何にかかわらず、前記発熱体が異常高温度になったときに異常高温度検知手段を迅速かつ確実に動作させることができるので、前記発熱体が異常高温度になっても安全性を確保することができる。また、本発明によれば、前記異常高温度検知手段が前記励磁コイルの設置部位と同じ側に配設されているので、前記異常高温度検知手段と前記励磁コイルとの保持部材を共通化でき、また両者の配線及び端子を一カ所に集中して配置できるので、部品点数及び組立工数を削減でき安価でコンパクトな加熱装置を提供できる。

本発明の実施の形態１に係る加熱装置を記録媒体上の未定着画像を加熱定着する定着装置として用いた画像形成装置の全体構成を示す概略断面図 本実施の形態１に係る加熱装置を加熱手段として用いた定着装置の基本的な構成を示す断面図 本実施の形態１に係る加熱装置の構成を示す概略平面図 本実施の形態１に係る加熱装置の図３におけるＡ−Ａ断面図 本実施の形態１に係る加熱装置の発熱量を示すグラフ 本発明の実施の形態２に係る加熱装置の構成を示す概略斜視図 本実施の形態２に係る加熱装置の図６におけるＢ−Ｂ断面図 本発明の実施の形態３に係る加熱装置の構成を示す概略平面図 本実施の形態３に係る加熱装置の図８におけるＣ−Ｃ断面図 本実施の形態３に係る加熱装置の発熱量を示すグラフ 本実施の形態３に係る加熱装置の他の構成を示す概略断面図 本実施の形態１に係る加熱装置の他の構成を示す概略断面図 本実施の形態３に係る加熱装置のさらに他の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置の構成を示す概略断面図

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。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る加熱装置を記録媒体上の未定着画像を加熱定着する定着装置として用いた画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と称する）１０１、帯電器１０２、レーザービームスキャナ１０３、現像器１０５、給紙装置１０７、定着装置２００及びクリーニング装置１１３などを具備している。

図１において、感光ドラム１０１は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動されながら、その表面が帯電器１０２によってマイナスの所定の暗電位Ｖ０に一様に帯電される。

レーザービームスキャナ１０３は、図示しない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービーム１０４を出力し、一様に帯電された感光ドラム１０１の表面をレーザービーム１０４によって走査露光する。これにより、感光ドラム１０１の露光部分の電位絶対値が低下して明電位ＶＬとなり、感光ドラム１０１の表面に静電潜像が形成される。

現像器１０５は、回転駆動される現像ローラ１０６を備えている。現像ローラ１０６は、感光ドラム１０１と対向して配置されており、その外周面にはトナーの薄層が形成される。また、現像ローラ１０６には、その絶対値が感光ドラム１０１の暗電位Ｖ０よりも小さく、明電位ＶＬよりも大きい現像バイアス電圧が印加されている。

これにより、現像ローラ１０６上のマイナスに帯電したトナーが感光ドラム１０１の表面の明電位ＶＬの部分にのみ付着し、感光ドラム１０１の表面に形成された静電潜像が反転現像されて顕像化されて、感光ドラム１０１上に未定着トナー像１１１が形成される。

一方、給紙装置１０７は、給紙ローラ１０８により所定のタイミングで記録媒体としての記録紙１０９を一枚ずつ給送する。給紙装置１０７から給送された記録紙１０９は、一対のレジストローラ１１０を経て、感光ドラム１０１と転写ローラ１１２とのニップ部に、感光ドラム１０１の回転と同期した適切なタイミングで送られる。これにより、感光ドラム１０１上の未定着トナー像１１１が、転写バイアスが印加された転写ローラ１１２により記録紙１０９に転写される。

このようにして未定着トナー像１１１が形成担持された記録紙１０９は、記録紙ガイド１１４により案内されて感光ドラム１０１から分離された後、定着装置２００の定着部位に向けて搬送される。定着装置２００は、その定着部位に搬送された記録紙１０９に未定着トナー像１１１を加熱定着する。

未定着トナー像１１１が加熱定着された記録紙１０９は、定着装置２００を通過した後、画像形成装置１００の外部に配設された排紙トレイ１１６上に排出される。

一方、記録紙１０９が分離された後の感光ドラム１０１は、その表面の転写残トナー等の残留物がクリーニング装置１１３によって除去され、繰り返し次の画像形成に供される。

次に、図１に示した画像形成装置１００の定着装置２００について説明する。図２は、この定着装置２００の構成を示す断面図である。図２に示すように、この画像形成装置１００の定着装置２００は、発熱体としての発熱ベルト２１０、ベルト支持部材としての支持ローラ２２０、発熱ベルト２１０を電磁誘導加熱する加熱手段としての加熱装置２３０、発熱ベルト２１０を懸架する定着ローラ２４０及びベルト回転手段としての加圧ローラ２５０などを具備している。

図２において、発熱ベルト２１０は、支持ローラ２２０と定着ローラ２４０とに懸架されている。支持ローラ２２０は、定着装置２００の本体側板２０１の上部側に回転自在に軸支されている。定着ローラ２４０は、本体側板２０１に短軸２０２により揺動自在に取り付けられた揺動板２０３に回転自在に軸支されている。加圧ローラ２５０は、定着装置２００の本体側板２０１の下部側に回転自在に軸支されている。

揺動板２０３は、コイルバネ２０４の緊縮習性により、短軸２０２を中心として時計方向に揺動する。定着ローラ２４０は、この揺動板２０３の揺動に伴って変位し、発熱ベルト２１０を挟んで加圧ローラ２５０に圧接している。

加圧ローラ２５０は、図示しない駆動源により矢印方向に回転駆動される。定着ローラ２４０は、加圧ローラ２５０の回転により発熱ベルト２１０を挟持しながら従動回転する。これにより、発熱ベルト２１０が、定着ローラ２４０と加圧ローラ２５０とに挟持されて矢印方向に回転される。この発熱ベルト２１０の挟持回転により、発熱ベルト２１０と加圧ローラ２５０との間に未定着トナー像１１１を記録紙１０９上に加熱定着するためのニップ部が形成される。

加熱装置２３０は、前記ＩＨ方式の電磁誘導加熱手段からなり、図２に示すように、発熱ベルト２１０の支持ローラ２２０に懸架された部位の外周面に沿って配設した励磁コイル２３１と、励磁コイル２３１を覆うフェライトで構成したコア２３２と、発熱ベルト２１０及び支持ローラ２２０を挟んで励磁コイル２３１と対向する対向コア２３３と、を備えている。

励磁コイル２３１は、細い線を束ねたリッツ線を用いて形成されており、支持ローラ２２０に懸架された発熱ベルト２１０の外周面を覆うように、断面形状が半円形に形成されている。励磁コイル２３１には、図示しない励磁回路から駆動周波数が約２５ｋＨｚの励磁電流が印加される。これより、コア２３２と対向コア２３３との間に交流磁界が発生し、発熱ベルト２１０の導電層に渦電流が発生して発熱ベルト２１０が発熱する。なお、本例では、発熱ベルト２１０が発熱する構成であるが、支持ローラ２２０を発熱させ、この支持ローラ２２０の熱を発熱ベルト２１０に伝導する構成としてもよい。

コア２３２は、励磁コイル２３１の背面を覆うアーチ型に形成されたアーチコア２３２ａと、励磁コイル２３１の巻回中心に配置されたセンターコア２３２ｂと、励磁コイル２３１の巻回束の両端に配置されたサイドコア２３２ｃとで構成されている。コア２３２の材料としては、フェライトの他、パーマロイ等の高透磁率の材料を用いることができる。

センターコア２３２ｂとサイドコア２３２ｃとは、アーチコア２３２ａと共に磁路を構成している。このため、発熱ベルト２１０の外側では、励磁コイル２３１によって生成された磁束の大半がこの３種類のコアの内部を通過し、コアの外部に漏洩する磁束は少ない。

また、センターコア２３２ｂとサイドコア２３２ｃとは、長手方向（図の左右方向）に一様な断面を有している。このため、アーチコア２３２ａが図３のように分散配置されていても、発熱ベルト２１０を貫通する磁束はセンターコア２３２ｂとサイドコア２３２ｃによって長手方向（図の左右方向）に均一化されるので、発熱ベルト２１０の長手方向の温度分布がほぼ均一化される。

ここで、センターコア２３２ｂ及びサイドコア２３２ｃとは、アーチコア２３２ａと一体で構成してもよいし、別々の部材を組み合わせて構成してもよい。

このように構成された定着装置２００は、図２に示すように、未定着トナー像１１１が転写された記録紙１０９を、未定着トナー像１１１の担持面を発熱ベルト２１０に接触させるように矢印方向から搬送することにより、記録紙１０９上に未定着トナー像１１１を加熱定着することができる。

なお、支持ローラ２２０との接触部を通り過ぎた部分の発熱ベルト２１０の裏面には、サーミスタからなる温度センサ２６０が接触するように設けられている。この温度センサ２６０により発熱ベルト２１０の温度が検出される。温度センサ２６０の出力は、図示しない制御装置に与えられている。制御装置は、温度センサ２６０の出力に基づいて、最適な画像定着温度となるように、前記励磁回路を介して励磁コイル２３１に供給する電力（励磁電流）を制御し、これにより発熱ベルト２１０の発熱量を制御している。

また、記録紙１０９の搬送方向下流側の、発熱ベルト２１０の定着ローラ２４０に懸架された部分には、加熱定着を終えた記録紙１０９を排紙トレイ１１６に向けてガイドする排紙ガイド２７０が設けられている。

さらに、加熱装置２３０には、励磁コイル２３１及びコア２３２と一体に、保持部材としてのコイルガイド２３４が設けられている。

なお、図２に示したコア２３２は、その断面形状が半円形になっているが、このコア２３２は必ずしも励磁コイル２３１の形状に沿った形状とする必要はなく、その断面形状は、例えば、略Πの字状であってもよい。

発熱ベルト２１０は、基材がガラス転移点３６０（℃）のポリイミド樹脂中に銀粉を分散して導電層を形成した、直径５０ｍｍ、厚さ５０μｍの薄肉の無端状ベルトで構成されている。前記導電層は、厚さ１０μｍ銀層を２〜３積層した構成としてもよい。また、さらに、この発熱ベルト２１０の表面には、離型性を付与するために、フッ素樹脂からなる厚さ５μｍの離型層（図示せず）を被覆してもよい。発熱ベルト２１０の基材のガラス転移点は、２００（℃）〜５００（℃）の範囲であることが望ましい。さらに、発熱ベルト２１０の表面の離型層としては、ＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａ−Ｆｌｕｏｒｏ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＦＡ（Ｐｅｒ Ｆｌｕｏｒｏ Ａｌｋｏｘｙ Ｆｌｕｏｒｏｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＦＥＰ（ＦｌｕｏｒｉｎａｔｅｄＥｔｙｉｅｎｅＰｒｏｐｙｌｅｎｅｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、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。

なお、発熱ベルト２１０の基材の材料としては、上述のポリイミド樹脂の他、フッ素樹脂等の耐熱性を有する樹脂、電鋳によるニッケル薄板及びステンレス薄板等の金属を用いることもできる。例えば、この発熱ベルト２１０は、厚さ４０μｍのＳＵＳ４３０（磁性）又はＳＵＳ３０４（非磁性）の表面に、厚さ１０μｍの銅メッキを施した構成のもの、あるいは厚さ３０〜６０μｍのニッケル電鋳ベルトであってもよい。

また、発熱ベルト２１０は、モノクロ画像の加熱定着用の像加熱体として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、この発熱ベルト２１０をカラー画像の加熱定着用の像加熱体として用いる場合にはゴム層を形成して弾性を付与することが望ましい。

支持ローラ２２０は、直径が２０ｍｍ、長さが３２０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの円筒状の金属ローラからなる。なお、支持ローラ２２０の材料としては、鉄、アルミ、銅及びニッケル等の金属を用いることもできるが、固有抵抗が５０μΩｃｍ以上である非磁性のステンレス材を用いることが好ましい。ちなみに、非磁性のステンレス材であるＳＵＳ３０４で構成した支持ローラ２２０は、固有抵抗が７２μΩｃｍと高くかつ非磁性であるので支持ローラ２２０を透過する磁束が遮蔽されず、例えば０．２ｍｍの肉厚のものでは発熱が小さい。また、ＳＵＳ３０４で構成した支持ローラ２２０は、機械的強度も高いので０．１ｍｍ以下の肉厚に薄肉化して熱容量をさらに小さくすることができ、本構成の定着装置２００に適している。また、支持ローラ２２０としては、比透磁率が４以下であることが好ましく、厚みが、０．０４ｍｍから０．２ｍｍの範囲であるものが好ましい。

定着ローラ２４０は、表面が低硬度（ここでは、アスカーＣ３０度）、直径３０ｍｍの低熱伝導性の弾力性を有する発泡体であるシリコーンゴムによって構成されている。

加圧ローラ２５０は、硬度アスカーＣ６５度のシリコーンゴムによって構成されている。この加圧ローラ２５０の材料としては、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂や他のゴムを用いてもよい。また、加圧ローラ２５０の表面には、耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴムを、単独あるいは混合して被覆することが望ましい。また、加圧ローラ２５０は、熱伝導性の小さい材料によって構成されることが望ましい。

次に、本実施の形態１に係る加熱装置の構成について詳細に説明する。図３は、本実施の形態１に係る加熱装置の構成を示す概略平面図である。図４は、本実施の形態１に係る加熱装置の図３におけるＡ−Ａ断面図、図５は、本実施の形態１に係る加熱装置の発熱量を示すグラフである。

図３及び図４に示すように、本実施の形態１に係る加熱装置３００は、前述した発熱ベルト２１０、励磁コイル２３１、アーチコア２３２ａ、センターコア２３２ｂ、サイドコア２３２ｃ及び対向コア２３３の他に、発熱ベルト２１０が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段としてのサーモスタット３０１を備えている。

図３及び図４において、本実施の形態１に係る加熱装置３００のサーモスタット３０１は、発熱ベルト２１０に対して励磁コイル２３１と同じ側でかつ励磁コイル２３１の導線の巻回束の間に配設されている。ここで、導線の巻回束とは、同一方向に電流が流れる導線の束のことで、巻回束の間とは、前記巻回束を形成する導線と導線の間のことである。

このように、この加熱装置３００におけるサーモスタット３０１は、励磁コイル２３１と同じ側でかつ励磁コイル２３１の導線の巻回束の間、つまりサーモスタット３０１が励磁コイル２３１によって生成される磁界の影響を受けて誤動作することがない部位に配設されている。

すなわち、サーモスタット３０１は、アーチコア２３２ａ、センターコア２３２ｂ及びサイドコア２３２ｃ、対向コア２３３によって形成された大半の磁束が通る磁路から外れた位置、つまり発熱ベルト２１０の材質及び温度特性などの影響を受けて誤動作することがない部位に配設されている。

従って、この加熱装置３００においては、サーモスタット３０１と励磁コイル２３１とを共にコイルガイド２３４に保持することができ、これらの配線及び端子を一カ所に集中配置できるので、部品点数及び組立工数を低減でき、装置本体を安価でコンパクトに構成することが可能になる。

また、この加熱装置３００においては、発熱ベルト２１０の材質が磁性部材であるか否か及び発熱ベルト２１０の温度がキュリー温度を超えたか否かにかかわらず、発熱ベルト２１０が異常高温度になったときにサーモスタット３０１が確実に動作するようになる。

また、この加熱装置３００においては、サーモスタット３０１に対する磁束の影響が少ないので、サーモスタット３０１が磁性体を含む構成であってもそれ自体の発熱が小さく、サーモスタット３０１自体の発熱による発熱ベルト２１０の発熱温度分布への影響も少ない。

さらに、この加熱装置３００におけるサーモスタット３０１の配設部位は、加熱装置３００の他の部位と比較して発熱ベルト２１０の発熱量Ｑ（図５参照）が大きくなる部位となる。従って、この加熱装置３００においては、発熱ベルト２１０が異常高温度になったときにサーモスタット３０１が迅速かつ確実に動作するようになる。ちなみに、発熱ベルト２１０の発熱量Ｑは、図５に示すように、励磁コイル２３１の導線の巻回束の中央位置、つまりサーモスタット３０１の配設部位の両サイド部で最大となる。

また、この加熱装置３００においては、サーモスタット３０１が配設されている部位の励磁コイル２３１の導線が、発熱ベルト２１０の長手方向（通紙幅方向）に沿って互いに平行をなしている。すなわち、この加熱装置３００における励磁コイル２３１の導線は、図３及び図４に示すように、サーモスタット３０１の配設部位が抜け落ちた直線状に巻回されている。

このように構成した励磁コイル２３１は、その巻回束の導線の密度が長手方向のいずれの位置でも一様になるので、発熱ベルト２１０の長手方向に沿った磁界強度が一様になり、発熱ベルト２１０の長手方向の発熱温度分布がほぼ均一化されるようになる。

また、この加熱装置３００においては、励磁コイル２３１の導線の巻回束が、前記導線の巻回中心に対して対称形状をなしている。すなわち、この加熱装置３００における励磁コイル２３１の導線の巻回束は、図３及び図４に示すように、サーモスタット３０１が配設されている部位とサーモスタット３０１が配設されていない部位とが同一の形状をなすように構成されている。

このように構成した励磁コイル２３１は、図４に示すように、励磁コイル２３１の巻回中心Ｏに対して左右対称となり、図５に示すように、発熱ベルト２１０発熱量Ｑが巻回中心Ｏの左右で同一になるので、サーモスタット３０１が配設されていない部位で発熱ベルト２１０が異常高温度になってサーモスタット３０１の動作が遅れるという不具合が起こらなくなる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る加熱装置の特徴部の構成について説明する。図６は、本実施の形態２に係る加熱装置の構成を示す概略斜視図である。図７は、本実施の形態２に係る加熱装置の図６におけるＢ−Ｂ断面図である。図６及び図７に示すように、本実施の形態２に係る加熱装置６００は、平板状の熱伝導体６０１の熱伝導によりサーモスタット３０１を動作させるように構成したものであり、その他の構成は、実施の形態１に係る加熱装置３００と同様である。

ここで、熱伝導体６０１は、その平面が励磁コイル２３１の導線の巻回方向に沿うように励磁コイル２３１の導線の間に配置されており、サーモスタット３０１は、熱伝導体６０１の延出部の側面に配設されている。

このような構成の加熱装置６００は、図６に示すように、サーモスタット３０１の配設部位を迂回する際の励磁コイル２３１の導線の迂回幅Ｇを小さくすることができ、サーモスタット３０１を配設したことによる導線の巻回数の減少に伴う励磁コイル２３１の出力の低下を抑えることができる。

ここで、熱伝導体６０１は、非磁性の熱良導性金属で構成することが好ましい。すなわち、非磁性の熱良導性金属からなる熱伝導体６０１は、励磁コイル２３１により生成される磁界の影響を受けないので、熱伝導体６０１の自己発熱によって発熱ベルト２１０が局部的に発熱するといった不具合を起こすことがない。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る加熱装置の特徴部の構成について説明する。図８は、本実施の形態３に係る加熱装置の構成を示す概略平面図である。図９は、本発明の実施の形態３に係る加熱装置の図８におけるＣ−Ｃ断面図、図１０は、本発明の実施の形態３に係る加熱装置の発熱量を示すグラフである。

図８及び図９に示すように、この加熱装置８００は、サーモスタット３０１を励磁コイル２３１の導線の巻回束の側部に励磁コイル２３１とセンタコア２３２ｂとの間に挟み込むように配設したものであり、その他の構成は、実施の形態１に係る加熱装置３００と同様である。

この加熱装置８００は、サーモスタット３０１を励磁コイル２３１の導線の巻回束の側部に配設するようにしたので、このサーモスタット３０１を配設するに当たって励磁コイル２３１の導線の巻き方を変更する必要がなくなる。従って、この加熱装置８００においては、従来の構成の励磁コイル２３１をそのまま使用することができ、その製造コストを低く抑えることができる。

また、この加熱装置８００は、サーモスタット３０１が配設される励磁コイル２３１の導線の巻回束の側部における発熱ベルト２１０の発熱量Ｑが、図１０に示すように、発熱ベルト２１０の発熱量Ｑが励磁コイル２３１の導線の巻回束の間に次いで大きくなるので、発熱ベルト２１０が異常高温度になったときにサーモスタット３０１を比較的迅速かつ確実に動作させることができる。

ここで、図８及び図９に示す加熱装置８００は、サーモスタット３０１を励磁コイル２３１の導線の巻回中心側（巻回束の内側部）に配設した例であるが、このサーモスタット３０１は、図１１に示す加熱装置１１００のように、励磁コイル２３１の導線の巻回束の外側部に励磁コイル２３１とセンタコア２３２ｃとの間に挟み込むように配設しても同様の効果が得られる。

ところで、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００は、励磁コイル２３１の導線の巻回中心Ｏに強磁性体からなるセンターコア２３２ｂを配置している。このような構成の加熱装置３００，６００，８００，１１００は、励磁コイル２３１から発生する磁束がセンターコア２３２ｂに集中するので、センターコア２３２ｂを配設しないセンターコアレスタイプのものに較べて励磁コイル２３１から漏洩する磁束が少なくなり、この漏洩磁束による励磁コイル２３１の出力低下等を抑制することができる。

また、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００は、励磁コイル２３１の導線の巻回束の外側部に強磁性体からなるサイドコア２３２ｃを配置し、サーモスタット３０１をセンターコア２３２ｂとサイドコア２３２ｃとの間に配設した構成を採っている。このような構成の加熱装置３００，６００，８００，１１００は、サーモスタット３０１が励磁コイル２３１から発生する磁束の磁路から外れた位置に配設された構成となるので、前記磁束の影響によるサーモスタット３０１の自己発熱が少なくなる。

また、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００においては、前記異常高温度検知手段として少なくとも１個のサーモスタット３０１を使用しているので、安価に構成することができる。ここで、サーモスタット３０１を複数個設けた場合には、１個のサーモスタット３０１を除いて他の全てのサーモスタット３０１が故障しても発熱ベルト２１０の異常高温度を感知することができるので、装置の安全性を向上させることができる。なお、複数個のサーモスタット３０１を配設する場合には、各サーモスタット３０１を対称位置となるように配設して、各サーモスタット３０１を配設したことによる発熱ベルト２１０への影響を均等に分散させることが好ましい。

また、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００においては、加熱可能な最小サイズの被加熱体（ここでは記録紙１０９）を加熱する発熱ベルト２１０の最小加熱領域と対向する部位（励磁コイル２３１の長手方向の中央部）にサーモスタット３０１を配設している。このような構成の加熱装置３００，６００，８００，１１０は、発熱ベルト２１０が加熱されている際にはサーモスタット３０１が常に動作可能な状態になるので、サーモスタット３０１の感知できない加熱領域で発熱ベルト２１０が異常高温度になることがなく安全面での信頼性が向上される。

また、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００は、励磁コイル２３１及びコア２３２を回転体からなる発熱ベルト２１０の外周面に沿って対向配置した構成を採っている。また、このような構成の加熱装置３００，６００，８００，１１００においては、発熱ベルト２１０及び支持ローラ２２０を交換する際に励磁コイル２３１及びコア２３２を取り外す必要がないので、装置のメンテナンス等を容易に行うことができる。

ここで、上述のような装置のメンテナンス等を考慮せず、装置本体のコンパクト化に重点を置く必要がある場合には、図１２及び図１３に示すように、励磁コイル２３１及びコア２３２を前記回転体である発熱ベルト２１０の内部に配設した構成としてもよい。ここで、図１２に示す加熱装置１２００は、励磁コイル２３１の導線の巻回束の間にサーモスタット３０１を配設した一例を示すものである。また、図１３に示す加熱装置１３００は、励磁コイル２３１の導線の巻回束の側部にサーモスタット３０１を配設した一例を示すものである。

なお、前述の各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００、１１００においては、発熱ベルト２１０を支持ローラ２２０及び定着ローラ２４０で支持しているが、この発熱ベルト２１０は、図１２及び図１３に示す加熱装置１２００，１３００のように、それ自体をローラ状に形成して定着ローラ２４０としての機能を持たせるようにしたものであってもよい。

また、前述の各実施の形態においては、異常高温度検知手段として、サーモスタット３０１を用いたが、設定温度以上になると溶断される温度ヒューズを用いてもよい。また異常高温度検知手段としてサーミスタを用いて、サーミスタが設定温度以上の高温を検知したときに励磁コイル２３１への電源供給を遮断する電子回路を組み合わせることによってサーモスタット３０１の代用とすることも可能であることは言うまでもない。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る加熱装置の特徴部の構成について説明する。図１４は、本実施の形態４に係る加熱装置を用いた定着装置１４００の構成を示す断面図である。なお、図１４において、実施の形態１に係る図２の定着装置２００と同一の構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

図１４に示すように、この加熱装置１４００は、図８及び図９に示した実施の形態３に係る加熱装置８００がセンターコア２３２ｂを励磁コイル２３１の巻回中心に配置した構成に対して、センターコア２３２ｂを励磁コイル２３１の巻回中心から外れた側方に配置し、そのセンターコア２３２ｂに隣接してサーモスタット３０１を配設したものである。

このように加熱装置１４００を構成することにより、図９の加熱装置８００においてセンターコア２３２ｂの左隣にあった空間にも励磁コイル２３１を配設してコイル断面積を大きくすることにより、発熱効率を高めることができる。

本発明の加熱装置の第１の態様は、導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、を備え、前記異常高温度検知手段が、前記発熱体に対して前記励磁コイルと同じ側でかつ前記励磁コイルの導線の巻回束の間に配設されている構成を採る。

この構成によれば、前記異常高温度検知手段が前記励磁コイルの設置部位と同じ側に配設されているので、前記異常高温度検知手段と前記励磁コイルとの保持部材を共通化できるとともに、両者の配線及び端子等を一カ所に集中して配置することができるので、装置本体を安価かつコンパクトに構成することができる。さらに、この構成によれば、前記励磁コイルの他の部位と比較して前記発熱体の発熱量がより大きな前記励磁コイルの導線の巻回束の間に前記異常高温度検知手段が配設されているので、前記発熱体が異常高温度になったときに前記異常高温度検知手段をより迅速かつ確実に動作させることができるようになる。ちなみに、前記発熱体の発熱量は、前記励磁コイルの導線の巻回束の中央位置で最大となる。

本発明の加熱装置の第２の態様は、上記第１の態様に記載の加熱装置において、前記励磁コイルの導線の巻回中央部に配置される強磁性体からなるセンターコアと、前記励磁コイルの導線の巻回束の外側部に配置される強磁性体からなるサイドコアとの、少なくとも一方のコアを備えた構成を採る。

この構成によれば、第１の態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記発熱体の前記センターコア及び前記サイドコアの存在により、前記発熱体を貫通しない漏洩磁束が少なくなって前記励磁コイルの出力低下を抑制することができる。また、この構成においては、前記発熱体の回転軸方向の温度分布を均一にすることができる。

本発明の加熱装置の第３の態様は、導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、前記励磁コイルの導線の巻回中央部に配置される強磁性体からなるセンターコアと、を備え、前記異常高温度検知手段が、前記励磁コイルと前記センターコアとの間に挟まれて配設されている構成を採る。

この構成によれば、前記励磁コイルから発生する磁束の大半が前記センターコアを通るので、前記センターコアを配設しないセンターコアレスタイプのものに較べて前記異常高温度検知手段が配設される前記励磁コイルの導線の巻回束の内側部における前記発熱体の発熱量が大きくなるので、前記発熱体が異常高温度になったときに前記異常高温度検知手段を比較的迅速かつ確実に動作させることができるとともに、漏洩磁束の影響による前記異常高温度検知手段の自己発熱が少なくなる。また、この構成によれば、前記異常高温度検知手段を配設するに当たって前記励磁コイルの導線の巻き方を変更する必要がなく、従来の構成の励磁コイルをそのまま使用することができる。

本発明の加熱装置の第４の態様は、導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、前記励磁コイルの導線の巻回束の外側部に配置される強磁性体からなるサイドコアと、を備え、前記異常高温度検知手段が前記励磁コイルと前記サイドコアとの間に挟まれて配設されている構成を採る。

この構成によれば、前記異常高温度検知手段が配設されている部位の磁束の大半が前記サイドコアを通るので、前記サイドコアレスのものに較べて前記異常高温度検知手段が配設される前記励磁コイルの導線の巻回束の外側部における前記発熱体の発熱量が大きくなるので、前記発熱体が異常高温度になったときに前記異常高温度検知手段を比較的迅速かつ確実に動作させることができるとともに、漏洩磁束の影響による前記異常高温度検知手段の自己発熱が少なくなる。

本発明の加熱装置の第５の態様は、上記第１の態様に記載の加熱装置において、前記発熱体に対して前記励磁コイルとは反対側に配置されて磁路を形成する対向コアを具備する構成を採る。

この構成によれば、前記励磁コイルで生成される磁束の大半が前記対向コアを通るので、前記発熱体の材質が非磁性部材であっても前記励磁コイルの出力低下を抑制することができる。また、この構成においては、前記発熱体の材質が磁性部材であって、その温度がキュリー点を超えた場合でも、上述と同様に前記磁束の大半が前記対向コアを通るので漏洩磁束が少なく、前記異常高温度検知手段を確実に動作させることができる。

本発明の加熱装置の第６の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記異常高温度検知手段が配設されている部位の前記励磁コイルの導線が、前記発熱体の長手方向に沿って互いに平行をなしている構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記異常高温度検知手段が配設されている部位における前記励磁コイルにより生成される前記発熱体の長手方向に沿った磁界強度が一様になる。従って、この構成においては、前記発熱体の長手方向の発熱温度分布がほぼ均一化されるようになる。

本発明の加熱装置の第７の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記励磁コイルの導線の巻回束は、前記導線の巻回中心に対して対称形状をなしている構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記異常高温度検知手段が配設されている部位と前記異常高温度検知手段が配設されていない部位との前記発熱体の磁界強度が一様になる。従って、この構成においては、前記異常高温度検知手段が配設されていない部位で前記発熱体が異常高温度になって前記異常高温度検知手段の動作が遅れるという不具合が起こらなくなる。

本発明の加熱装置の第８の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、平板状の熱伝導体の平面が前記導線の巻回方向に沿うように前記熱伝導体を前記励磁コイルの導線の間に配置し、前記熱伝導体の熱伝導により前記異常高温度検知手段に熱を伝達する構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記異常高温度検知手段の配設部位を迂回する際の前記励磁コイルの導線の迂回幅を小さくすることができ、前記異常高温度検知手段を配設したことによる前記導線の巻回数の減少に伴う前記励磁コイルの出力の低下を抑えることができる。

本発明の加熱装置の第９の態様は、上記第８の態様に記載の加熱装置において、前記熱伝導体は、非磁性の熱良導性金属である構成を採る。

この構成によれば、上記第８の態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記熱伝導体が前記励磁コイルにより生成される磁界の影響を受けないので、前記熱伝導体の自己発熱によって前記発熱体が局部的に発熱するといった不具合を起こすことがない。

本発明の加熱装置の第１０の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記異常高温度検知手段は、少なくとも１個のサーモスタットである構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記異常高温度検知手段がサーモスタットであるので、安価に構成することができる。ここで、前記サーモスタットを複数個設けた場合には、１個のサーモスタットを除いて他の全てのサーモスタットが故障しても前記発熱体の異常高温度を感知することができるので、装置の安全性を向上させることができる。また、複数個のサーモスタットを配設する場合には、各サーモスタットを対称位置となるように配設して、各サーモスタットを配設したことによる前記発熱体への影響を均等に分散させることが好ましい。

本発明の加熱装置の第１１の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記異常高温度検知手段は、加熱可能な最小サイズの被加熱体を加熱する前記発熱体の最小加熱領域と対向する部位に配設されている構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記発熱体が加熱されている際には前記異常高温度検知手段が常に動作可能な状態になるので、前記異常高温度検知手段の感知できない加熱領域で前記発熱体が異常高温度になることがなく安全面での信頼性が向上される。

本発明の加熱装置の第１２の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記発熱体は、前記励磁コイルに対して移動する回転体からなり、前記励磁コイルは、前記回転体の外周面に沿って対向配置されている構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記発熱体を交換する際に前記磁気コイルを取り外す必要がないので、装置のメンテナンス等を容易に行うことができる。

本発明の加熱装置の第１３の態様は、上記第３の態様に記載の加熱装置において、前記センターコアは、前記励磁コイルの導線の巻回中心から外れた側方に配置され、前記異常高温度検知手段は、前記励磁コイルと前記センターコアとの間に前記センターコアに隣接して配設されている構成を採る。

この構成によれば、センターコアが励磁コイルの導線の巻回中心に配置された際に前記異常高温度検知手段が配設されていた空間にも励磁コイルを配設できるので、励磁コイルのコイル断面積を大きくし、発熱効率を高めることができる。

本発明の定着装置の第１４の態様は、記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着手段の加熱手段として、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置を用いる構成を採る。

この構成によれば、前記加熱手段としての加熱装置の発熱体が異常高温度になったときに前記異常高温度検知手段が迅速かつ確実に動作されるので、前記記録媒体の発火や発煙等の二次的な災害の発生を未然に防止することができる。

本発明の画像形成装置の第１５の態様は、記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着手段として、上記第１４の態様に記載の定着装置を用いる構成を採る。

この構成によれば、記録媒体上に形成された未定着画像を前記定着装置により安全に加熱定着することができる。

本明細書は、２００３年１２月３日出願の特願２００３−４０４９４４に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明は、電磁誘導加熱される発熱体の材質及び温度特性等の如何にかかわらず、電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置の定着装置として用いられる加熱装置の前記発熱体が異常高温度になったときに異常高温度検知手段を迅速かつ確実に動作させることを可能にすることである。

本発明は、電磁誘導加熱方式の加熱装置に関し、特に電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置の定着装置として用いるのに適した加熱装置に関する。

電磁誘導加熱（ＩＨ；induction heating）方式の加熱装置は、発熱体に磁場生成手段により生成した磁場を作用させて渦電流を発生させ、この渦電流により前記発熱体をジュール発熱させるものである。この加熱装置は、例えば、画像形成手段によって転写紙及びＯＨＰシートなどの記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着する画像形成装置の定着装置として用いることができる。

この電磁誘導加熱方式の加熱装置を用いた定着装置は、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式のものと比較して発熱効率が高く、その発熱体の加熱立ち上り速度を速くすることができるという利点を有している。

また、前記発熱体として肉厚の薄いスリーブもしくは無端状ベルトなどからなる薄肉の発熱体を用いた定着装置は、発熱体の熱容量が小さくこの発熱体を短時間で発熱させることができるので、所定の温度に発熱するまでの立ち上がり応答性を著しく向上させることができる。

ところで、この種の加熱装置を用いた定着装置においては、その温度制御系の故障などにより前記発熱体が熱暴走を起こして可燃部が発火したり発煙したりしないようにするために何らかの安全策を講じるようにしている。

従来、このような定着装置として、熱伝導により動作エネルギを受け取って動作する異常高温度検知手段としてのサーモスタットを、前記発熱体としての加熱ローラの局所的な発熱部分に接触するように配置し、前記加熱ローラの表面温度が予め設定された異常高温度に達したときに、この加熱ローラの温度を制御する回路に供給する電流を前記サーモスタットにより切断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示された定着装置では、磁場生成手段である励磁コイルと前記サーモスタットとが発熱体としての加熱ローラを挟んで反対側に配設されているため、サーモスタットと励磁コイルとを保持する部材、配線および端子がそれぞれに必要となり、部品点数と組立工数が増加し、装置の占める面積も大きくなるという課題を有していた。

また、特許文献１に開示された定着装置では、その加熱ローラが磁性部材である場合、加熱ローラの温度がそのキュリー温度を超えてしまうと、加熱ローラの磁性部材の透磁率が急激に低下して加熱ローラから磁束が漏洩する。この漏洩磁束は、加熱ローラの周囲の磁性部材に誘導され、この磁性部材と対向する加熱ローラの部分を局所的に高発熱させる。このため、この定着装置では、前記サーモスタットの配置部位以外で前述のような局所的な高発熱が発生すると、前記サーモスタットが動作する前に定着装置自体が破損したり発火したりするおそれがある。特に、前記加熱ローラの回転が停止している状態では、前記サーモスタットの配置部位以外で局所的な高発熱が発生していても前記サーモスタットが動作しないという問題がある。

加熱ローラの温度がそのキュリー温度を超えてしまうことによる上記の問題を解決する加熱装置としては、前記発熱体としての加熱部材を挟んで前記磁場生成手段としての励磁コイルと対向する位置に前記異常高温度検知手段としてのサーモスイッチを配設し、さらに前記サーモスイッチの配設位置もしくは近傍に、前記加熱部材の発熱層の温度が前記発熱層の磁性部材のキュリー温度を超えた時に発生する前記発熱層からの漏洩磁束を誘導する磁性部材で構成される漏洩磁束誘導部材を配設したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２の加熱装置においては、装置故障などにより、温度調整制御系が正常に動作せずに、その励磁コイルへの過剰な電力供給が続いた場合、その加熱部材の発熱の温度が上昇していく。このとき、前記加熱部材の発熱層の温度が、前記発熱層に用いられている磁性部材のキュリー温度を超えると、前記発熱層の透磁率が急激に低下して前記発熱層中に磁路を形成していた磁束が漏洩する。この漏洩磁束の多くは、前記漏洩磁束誘導部材に誘導される。これにより、前記漏洩磁束誘導部材の対向位置の加熱部材部分の発熱層における磁束が他の部分よりも相対的に多くなり、前記加熱部材の温度がこの部分で局所的に高くなって前記サーモスイッチが早く動作するようになる。

これにより、特許文献２に開示された加熱装置においては、その温度制御系の故障により熱暴走を起こして加熱部材の発熱層の温度が前記発熱層を構成する導電性磁性部材のキュリー温度を越えた異常高温度になったときに、感熱式安全装置であるサーモスイッチを早く動作させて加熱装置への電力供給を遮断することが可能になる。
特開平７−３１９３１２号公報 特開２００１−２６７０５０号公報

しかしながら、前記特許文献２に開示された加熱装置は、励磁コイルとサーモスイッチとが加熱部材である定着フィルムを挟んで反対側に配設されているため、サーモスタットと励磁コイルとを保持する部材、配線および端子がそれぞれ個別に必要となり、部品点数と組立工数が増加し、装置の占める面積も大きくなるという前記特許文献１と同じ課題を有していた。

また、前記特許文献２に開示された加熱装置では、その加熱部材の発熱層に用いられている磁性部材の温度がそのキュリー温度を超えていない状態では、前記漏洩磁束誘導部材に前記漏洩磁束が誘導されないため、前記加熱部材が異常高温度になっているにもかかわらず前記サーモスイッチが動作しないおそれが高い。

さらに、特許文献２に開示された加熱装置では、その加熱部材が磁束を透過する非磁性体で構成されている場合、その励磁コイルからの磁束が前記加熱部材を透過してしまうため、この加熱部材を透過した磁束が前記漏洩磁束誘導部材に直接誘導されて前記漏洩磁束誘導部材が加熱されてしまう。このため、この加熱装置では、前記漏洩磁束誘導部材からの熱伝導により前記加熱部材が局所的に昇温されて前記加熱部材の発熱温度分布が不均一になるおそれがある。また、この加熱装置では、前記加熱部材を透過した磁束により前記漏洩磁束誘導部材が直接加熱されてしまうため、前記加熱部材が異常高温度になっていないのに前記サーモスイッチが動作してしまうおそれがある。

本発明の目的は、電磁誘導加熱される発熱体の材質及び温度特性等の如何にかかわらず、前記発熱体が異常高温度になったときに、この異常高温度を検知する異常高温度検知手段を迅速かつ確実に動作させることができる安価でコンパクトな構成の加熱装置を提供することである。

本発明の加熱装置は、導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、を備え、前記異常高温度検知手段が、前記発熱体に対して前記励磁コイルと同じ側でかつ前記励磁コイルの導線の巻回束の間に配設されている構成を採る。

本発明によれば、電磁誘導加熱される発熱体の材質及び温度特性等の如何にかかわらず、前記発熱体が異常高温度になったときに異常高温度検知手段を迅速かつ確実に動作させることができるので、前記発熱体が異常高温度になっても安全性を確保することができる。また、本発明によれば、前記異常高温度検知手段が前記励磁コイルの設置部位と同じ側に配設されているので、前記異常高温度検知手段と前記励磁コイルとの保持部材を共通化でき、また両者の配線及び端子を一カ所に集中して配置できるので、部品点数及び組立工数を削減でき安価でコンパクトな加熱装置を提供できる。

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。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る加熱装置を記録媒体上の未定着画像を加熱定着する定着装置として用いた画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と称する）１０１、帯電器１０２、レーザービームスキャナ１０３、現像器１０５、給紙装置１０７、定着装置２００及びクリーニング装置１１３などを具備している。

図１において、感光ドラム１０１は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動されながら、その表面が帯電器１０２によってマイナスの所定の暗電位Ｖ０に一様に帯電される。

レーザービームスキャナ１０３は、図示しない画像読取装置やコンピュータ等のホスト装置から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービーム１０４を出力し、一様に帯電された感光ドラム１０１の表面をレーザービーム１０４によって走査露光する。これにより、感光ドラム１０１の露光部分の電位絶対値が低下して明電位ＶＬとなり、感光ドラム１０１の表面に静電潜像が形成される。

現像器１０５は、回転駆動される現像ローラ１０６を備えている。現像ローラ１０６は、感光ドラム１０１と対向して配置されており、その外周面にはトナーの薄層が形成される。また、現像ローラ１０６には、その絶対値が感光ドラム１０１の暗電位Ｖ０よりも小さく、明電位ＶＬよりも大きい現像バイアス電圧が印加されている。

これにより、現像ローラ１０６上のマイナスに帯電したトナーが感光ドラム１０１の表面の明電位ＶＬの部分にのみ付着し、感光ドラム１０１の表面に形成された静電潜像が反転現像されて顕像化されて、感光ドラム１０１上に未定着トナー像１１１が形成される。

一方、給紙装置１０７は、給紙ローラ１０８により所定のタイミングで記録媒体としての記録紙１０９を一枚ずつ給送する。給紙装置１０７から給送された記録紙１０９は、一対のレジストローラ１１０を経て、感光ドラム１０１と転写ローラ１１２とのニップ部に、感光ドラム１０１の回転と同期した適切なタイミングで送られる。これにより、感光ドラム１０１上の未定着トナー像１１１が、転写バイアスが印加された転写ローラ１１２により記録紙１０９に転写される。

このようにして未定着トナー像１１１が形成担持された記録紙１０９は、記録紙ガイド１１４により案内されて感光ドラム１０１から分離された後、定着装置２００の定着部位に向けて搬送される。定着装置２００は、その定着部位に搬送された記録紙１０９に未定着トナー像１１１を加熱定着する。

未定着トナー像１１１が加熱定着された記録紙１０９は、定着装置２００を通過した後、画像形成装置１００の外部に配設された排紙トレイ１１６上に排出される。

一方、記録紙１０９が分離された後の感光ドラム１０１は、その表面の転写残トナー等の残留物がクリーニング装置１１３によって除去され、繰り返し次の画像形成に供される。

次に、図１に示した画像形成装置１００の定着装置２００について説明する。図２は、この定着装置２００の構成を示す断面図である。図２に示すように、この画像形成装置１００の定着装置２００は、発熱体としての発熱ベルト２１０、ベルト支持部材としての支持ローラ２２０、発熱ベルト２１０を電磁誘導加熱する加熱手段としての加熱装置２３０、発熱ベルト２１０を懸架する定着ローラ２４０及びベルト回転手段としての加圧ローラ２５０などを具備している。

図２において、発熱ベルト２１０は、支持ローラ２２０と定着ローラ２４０とに懸架されている。支持ローラ２２０は、定着装置２００の本体側板２０１の上部側に回転自在に軸支されている。定着ローラ２４０は、本体側板２０１に短軸２０２により揺動自在に取り付けられた揺動板２０３に回転自在に軸支されている。加圧ローラ２５０は、定着装置２００の本体側板２０１の下部側に回転自在に軸支されている。

揺動板２０３は、コイルバネ２０４の緊縮習性により、短軸２０２を中心として時計方向に揺動する。定着ローラ２４０は、この揺動板２０３の揺動に伴って変位し、発熱ベルト２１０を挟んで加圧ローラ２５０に圧接している。

加圧ローラ２５０は、図示しない駆動源により矢印方向に回転駆動される。定着ローラ２４０は、加圧ローラ２５０の回転により発熱ベルト２１０を挟持しながら従動回転する。これにより、発熱ベルト２１０が、定着ローラ２４０と加圧ローラ２５０とに挟持されて矢印方向に回転される。この発熱ベルト２１０の挟持回転により、発熱ベルト２１０と加圧ローラ２５０との間に未定着トナー像１１１を記録紙１０９上に加熱定着するためのニップ部が形成される。

加熱装置２３０は、前記ＩＨ方式の電磁誘導加熱手段からなり、図２に示すように、発熱ベルト２１０の支持ローラ２２０に懸架された部位の外周面に沿って配設した励磁コイル２３１と、励磁コイル２３１を覆うフェライトで構成したコア２３２と、発熱ベルト２１０及び支持ローラ２２０を挟んで励磁コイル２３１と対向する対向コア２３３と、を備えている。

励磁コイル２３１は、細い線を束ねたリッツ線を用いて形成されており、支持ローラ２２０に懸架された発熱ベルト２１０の外周面を覆うように、断面形状が半円形に形成されている。励磁コイル２３１には、図示しない励磁回路から駆動周波数が約２５ｋＨｚの励磁電流が印加される。これより、コア２３２と対向コア２３３との間に交流磁界が発生し、発熱ベルト２１０の導電層に渦電流が発生して発熱ベルト２１０が発熱する。なお、本例では、発熱ベルト２１０が発熱する構成であるが、支持ローラ２２０を発熱させ、この支持ローラ２２０の熱を発熱ベルト２１０に伝導する構成としてもよい。

コア２３２は、励磁コイル２３１の背面を覆うアーチ型に形成されたアーチコア２３２ａと、励磁コイル２３１の巻回中心に配置されたセンターコア２３２ｂと、励磁コイル２３１の巻回束の両端に配置されたサイドコア２３２ｃとで構成されている。コア２３２の材料としては、フェライトの他、パーマロイ等の高透磁率の材料を用いることができる。

センターコア２３２ｂとサイドコア２３２ｃとは、アーチコア２３２ａと共に磁路を構成している。このため、発熱ベルト２１０の外側では、励磁コイル２３１によって生成された磁束の大半がこの３種類のコアの内部を通過し、コアの外部に漏洩する磁束は少ない。

また、センターコア２３２ｂとサイドコア２３２ｃとは、長手方向（図の左右方向）に一様な断面を有している。このため、アーチコア２３２ａが図３のように分散配置されていても、発熱ベルト２１０を貫通する磁束はセンターコア２３２ｂとサイドコア２３２ｃによって長手方向（図の左右方向）に均一化されるので、発熱ベルト２１０の長手方向の温度分布がほぼ均一化される。

ここで、センターコア２３２ｂ及びサイドコア２３２ｃとは、アーチコア２３２ａと一体で構成してもよいし、別々の部材を組み合わせて構成してもよい。

このように構成された定着装置２００は、図２に示すように、未定着トナー像１１１が転写された記録紙１０９を、未定着トナー像１１１の担持面を発熱ベルト２１０に接触させるように矢印方向から搬送することにより、記録紙１０９上に未定着トナー像１１１を加熱定着することができる。

なお、支持ローラ２２０との接触部を通り過ぎた部分の発熱ベルト２１０の裏面には、サーミスタからなる温度センサ２６０が接触するように設けられている。この温度センサ２６０により発熱ベルト２１０の温度が検出される。温度センサ２６０の出力は、図示しない制御装置に与えられている。制御装置は、温度センサ２６０の出力に基づいて、最適な画像定着温度となるように、前記励磁回路を介して励磁コイル２３１に供給する電力（励磁電流）を制御し、これにより発熱ベルト２１０の発熱量を制御している。

また、記録紙１０９の搬送方向下流側の、発熱ベルト２１０の定着ローラ２４０に懸架された部分には、加熱定着を終えた記録紙１０９を排紙トレイ１１６に向けてガイドする排紙ガイド２７０が設けられている。

さらに、加熱装置２３０には、励磁コイル２３１及びコア２３２と一体に、保持部材としてのコイルガイド２３４が設けられている。

なお、図２に示したコア２３２は、その断面形状が半円形になっているが、このコア２３２は必ずしも励磁コイル２３１の形状に沿った形状とする必要はなく、その断面形状は、例えば、略Πの字状であってもよい。

発熱ベルト２１０は、基材がガラス転移点３６０（℃）のポリイミド樹脂中に銀粉を分散して導電層を形成した、直径５０ｍｍ、厚さ５０μｍの薄肉の無端状ベルトで構成されている。前記導電層は、厚さ１０μｍ銀層を２〜３積層した構成としてもよい。また、さらに、この発熱ベルト２１０の表面には、離型性を付与するために、フッ素樹脂からなる厚さ５μｍの離型層（図示せず）を被覆してもよい。発熱ベルト２１０の基材のガラス転移点は、２００（℃）〜５００（℃）の範囲であることが望ましい。さらに、発熱ベルト２１０の表面の離型層としては、ＰＴＦＥ（PolyTetra-Fluoro Ethylene ）、ＰＦＡ（Per Fluoro Alkoxy Fluoroplastics）、ＦＥＰ（FluorinatedEtyienePropylene copolymer ）、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。

なお、発熱ベルト２１０の基材の材料としては、上述のポリイミド樹脂の他、フッ素樹脂等の耐熱性を有する樹脂、電鋳によるニッケル薄板及びステンレス薄板等の金属を用いることもできる。例えば、この発熱ベルト２１０は、厚さ４０μｍのＳＵＳ４３０（磁性）又はＳＵＳ３０４（非磁性）の表面に、厚さ１０μｍの銅メッキを施した構成のもの、あるいは厚さ３０〜６０μｍのニッケル電鋳ベルトであってもよい。

また、発熱ベルト２１０は、モノクロ画像の加熱定着用の像加熱体として用いる場合には離型性のみを確保すればよいが、この発熱ベルト２１０をカラー画像の加熱定着用の像加熱体として用いる場合にはゴム層を形成して弾性を付与することが望ましい。

支持ローラ２２０は、直径が２０ｍｍ、長さが３２０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの円筒状の金属ローラからなる。なお、支持ローラ２２０の材料としては、鉄、アルミ、銅及びニッケル等の金属を用いることもできるが、固有抵抗が５０μΩｃｍ以上である非磁性のステンレス材を用いることが好ましい。ちなみに、非磁性のステンレス材であるＳＵＳ３０４で構成した支持ローラ２２０は、固有抵抗が７２μΩｃｍと高くかつ非磁性であるので支持ローラ２２０を透過する磁束が遮蔽されず、例えば０．２ｍｍの肉厚のものでは発熱が小さい。また、ＳＵＳ３０４で構成した支持ローラ２２０は、機械的強度も高いので０．１ｍｍ以下の肉厚に薄肉化して熱容量をさらに小さくすることができ、本構成の定着装置２００に適している。また、支持ローラ２２０としては、比透磁率が４以下であることが好ましく、厚みが、０．０４ｍｍから０．２ｍｍの範囲であるものが好ましい。

定着ローラ２４０は、表面が低硬度（ここでは、アスカーＣ３０度）、直径３０ｍｍの低熱伝導性の弾力性を有する発泡体であるシリコーンゴムによって構成されている。

加圧ローラ２５０は、硬度アスカーＣ６５度のシリコーンゴムによって構成されている。この加圧ローラ２５０の材料としては、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂や他のゴムを用いてもよい。また、加圧ローラ２５０の表面には、耐摩耗性や離型性を高めるために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の樹脂あるいはゴムを、単独あるいは混合して被覆することが望ましい。また、加圧ローラ２５０は、熱伝導性の小さい材料によって構成されることが望ましい。

次に、本実施の形態１に係る加熱装置の構成について詳細に説明する。図３は、本実施の形態１に係る加熱装置の構成を示す概略平面図である。図４は、本実施の形態１に係る加熱装置の図３におけるＡ−Ａ断面図、図５は、本実施の形態１に係る加熱装置の発熱量を示すグラフである。

図３及び図４に示すように、本実施の形態１に係る加熱装置３００は、前述した発熱ベルト２１０、励磁コイル２３１、アーチコア２３２ａ、センターコア２３２ｂ、サイドコア２３２ｃ及び対向コア２３３の他に、発熱ベルト２１０が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段としてのサーモスタット３０１を備えている。

図３及び図４において、本実施の形態１に係る加熱装置３００のサーモスタット３０１は、発熱ベルト２１０に対して励磁コイル２３１と同じ側でかつ励磁コイル２３１の導線の巻回束の間に配設されている。ここで、導線の巻回束とは、同一方向に電流が流れる導線の束のことで、巻回束の間とは、前記巻回束を形成する導線と導線の間のことである。

このように、この加熱装置３００におけるサーモスタット３０１は、励磁コイル２３１と同じ側でかつ励磁コイル２３１の導線の巻回束の間、つまりサーモスタット３０１が励磁コイル２３１によって生成される磁界の影響を受けて誤動作することがない部位に配設されている。

すなわち、サーモスタット３０１は、アーチコア２３２ａ、センターコア２３２ｂ及びサイドコア２３２ｃ、対向コア２３３によって形成された大半の磁束が通る磁路から外れた位置、つまり発熱ベルト２１０の材質及び温度特性などの影響を受けて誤動作することがない部位に配設されている。

従って、この加熱装置３００においては、サーモスタット３０１と励磁コイル２３１とを共にコイルガイド２３４に保持することができ、これらの配線及び端子を一カ所に集中配置できるので、部品点数及び組立工数を低減でき、装置本体を安価でコンパクトに構成することが可能になる。

また、この加熱装置３００においては、発熱ベルト２１０の材質が磁性部材であるか否か及び発熱ベルト２１０の温度がキュリー温度を超えたか否かにかかわらず、発熱ベルト２１０が異常高温度になったときにサーモスタット３０１が確実に動作するようになる。

また、この加熱装置３００においては、サーモスタット３０１に対する磁束の影響が少ないので、サーモスタット３０１が磁性体を含む構成であってもそれ自体の発熱が小さく、サーモスタット３０１自体の発熱による発熱ベルト２１０の発熱温度分布への影響も少ない。

さらに、この加熱装置３００におけるサーモスタット３０１の配設部位は、加熱装置３００の他の部位と比較して発熱ベルト２１０の発熱量Ｑ（図５参照）が大きくなる部位となる。従って、この加熱装置３００においては、発熱ベルト２１０が異常高温度になったときにサーモスタット３０１が迅速かつ確実に動作するようになる。ちなみに、発熱ベルト２１０の発熱量Ｑは、図５に示すように、励磁コイル２３１の導線の巻回束の中央位置、つまりサーモスタット３０１の配設部位の両サイド部で最大となる。

また、この加熱装置３００においては、サーモスタット３０１が配設されている部位の励磁コイル２３１の導線が、発熱ベルト２１０の長手方向（通紙幅方向）に沿って互いに平行をなしている。すなわち、この加熱装置３００における励磁コイル２３１の導線は、図３及び図４に示すように、サーモスタット３０１の配設部位が抜け落ちた直線状に巻回されている。

このように構成した励磁コイル２３１は、その巻回束の導線の密度が長手方向のいずれの位置でも一様になるので、発熱ベルト２１０の長手方向に沿った磁界強度が一様になり、発熱ベルト２１０の長手方向の発熱温度分布がほぼ均一化されるようになる。

また、この加熱装置３００においては、励磁コイル２３１の導線の巻回束が、前記導線の巻回中心に対して対称形状をなしている。すなわち、この加熱装置３００における励磁コイル２３１の導線の巻回束は、図３及び図４に示すように、サーモスタット３０１が配設されている部位とサーモスタット３０１が配設されていない部位とが同一の形状をなすように構成されている。

このように構成した励磁コイル２３１は、図４に示すように、励磁コイル２３１の巻回中心Ｏに対して左右対称となり、図５に示すように、発熱ベルト２１０発熱量Ｑが巻回中心Ｏの左右で同一になるので、サーモスタット３０１が配設されていない部位で発熱ベルト２１０が異常高温度になってサーモスタット３０１の動作が遅れるという不具合が起こらなくなる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る加熱装置の特徴部の構成について説明する。図６は、本実施の形態２に係る加熱装置の構成を示す概略斜視図である。図７は、本実施の形態２に係る加熱装置の図６におけるＢ−Ｂ断面図である。図６及び図７に示すように、本実施の形態２に係る加熱装置６００は、平板状の熱伝導体６０１の熱伝導によりサーモスタット３０１を動作させるように構成したものであり、その他の構成は、実施の形態１に係る加熱装置３００と同様である。

ここで、熱伝導体６０１は、その平面が励磁コイル２３１の導線の巻回方向に沿うように励磁コイル２３１の導線の間に配置されており、サーモスタット３０１は、熱伝導体６０１の延出部の側面に配設されている。

このような構成の加熱装置６００は、図６に示すように、サーモスタット３０１の配設部位を迂回する際の励磁コイル２３１の導線の迂回幅Ｇを小さくすることができ、サーモスタット３０１を配設したことによる導線の巻回数の減少に伴う励磁コイル２３１の出力の低下を抑えることができる。

ここで、熱伝導体６０１は、非磁性の熱良導性金属で構成することが好ましい。すなわち、非磁性の熱良導性金属からなる熱伝導体６０１は、励磁コイル２３１により生成される磁界の影響を受けないので、熱伝導体６０１の自己発熱によって発熱ベルト２１０が局部的に発熱するといった不具合を起こすことがない。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る加熱装置の特徴部の構成について説明する。図８は、本実施の形態３に係る加熱装置の構成を示す概略平面図である。図９は、本発明の実施の形態３に係る加熱装置の図８におけるＣ−Ｃ断面図、図１０は、本発明の実施の形態３に係る加熱装置の発熱量を示すグラフである。

図８及び図９に示すように、この加熱装置８００は、サーモスタット３０１を励磁コイル２３１の導線の巻回束の側部に励磁コイル２３１とセンタコア２３２ｂとの間に挟み込むように配設したものであり、その他の構成は、実施の形態１に係る加熱装置３００と同様である。

この加熱装置８００は、サーモスタット３０１を励磁コイル２３１の導線の巻回束の側部に配設するようにしたので、このサーモスタット３０１を配設するに当たって励磁コイル２３１の導線の巻き方を変更する必要がなくなる。従って、この加熱装置８００においては、従来の構成の励磁コイル２３１をそのまま使用することができ、その製造コストを低く抑えることができる。

また、この加熱装置８００は、サーモスタット３０１が配設される励磁コイル２３１の導線の巻回束の側部における発熱ベルト２１０の発熱量Ｑが、図１０に示すように、発熱ベルト２１０の発熱量Ｑが励磁コイル２３１の導線の巻回束の間に次いで大きくなるので、発熱ベルト２１０が異常高温度になったときにサーモスタット３０１を比較的迅速かつ確実に動作させることができる。

ここで、図８及び図９に示す加熱装置８００は、サーモスタット３０１を励磁コイル２３１の導線の巻回中心側（巻回束の内側部）に配設した例であるが、このサーモスタット３０１は、図１１に示す加熱装置１１００のように、励磁コイル２３１の導線の巻回束の外側部に励磁コイル２３１とセンタコア２３２ｃとの間に挟み込むように配設しても同様の効果が得られる。

ところで、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００は、励磁コイル２３１の導線の巻回中心Ｏに強磁性体からなるセンターコア２３２ｂを配置している。このような構成の加熱装置３００，６００，８００，１１００は、励磁コイル２３１から発生する磁束がセンターコア２３２ｂに集中するので、センターコア２３２ｂを配設しないセンターコアレスタイプのものに較べて励磁コイル２３１から漏洩する磁束が少なくなり、この漏洩磁束による励磁コイル２３１の出力低下等を抑制することができる。

また、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００は、励磁コイル２３１の導線の巻回束の外側部に強磁性体からなるサイドコア２３２ｃを配置し、サーモスタット３０１をセンターコア２３２ｂとサイドコア２３２ｃとの間に配設した構成を採っている。このような構成の加熱装置３００，６００，８００，１１００は、サーモスタット３０１が励磁コイル２３１から発生する磁束の磁路から外れた位置に配設された構成となるので、前記磁束の影響によるサーモスタット３０１の自己発熱が少なくなる。

また、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００においては、前記異常高温度検知手段として少なくとも１個のサーモスタット３０１を使用しているので、安価に構成することができる。ここで、サーモスタット３０１を複数個設けた場合には、１個のサーモスタット３０１を除いて他の全てのサーモスタット３０１が故障しても発熱ベルト２１０の異常高温度を感知することができるので、装置の安全性を向上させることができる。なお、複数個のサーモスタット３０１を配設する場合には、各サーモスタット３０１を対称位置となるように配設して、各サーモスタット３０１を配設したことによる発熱ベルト２１０への影響を均等に分散させることが好ましい。

また、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００においては、加熱可能な最小サイズの被加熱体（ここでは記録紙１０９）を加熱する発熱ベルト２１０の最小加熱領域と対向する部位（励磁コイル２３１の長手方向の中央部）にサーモスタット３０１を配設している。このような構成の加熱装置３００，６００，８００，１１０は、発熱ベルト２１０が加熱されている際にはサーモスタット３０１が常に動作可能な状態になるので、サーモスタット３０１の感知できない加熱領域で発熱ベルト２１０が異常高温度になることがなく安全面での信頼性が向上される。

また、前述した各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００，１１００は、励磁コイル２３１及びコア２３２を回転体からなる発熱ベルト２１０の外周面に沿って対向配置した構成を採っている。また、このような構成の加熱装置３００，６００，８００，１１００においては、発熱ベルト２１０及び支持ローラ２２０を交換する際に励磁コイル２３１及びコア２３２を取り外す必要がないので、装置のメンテナンス等を容易に行うことができる。

ここで、上述のような装置のメンテナンス等を考慮せず、装置本体のコンパクト化に重点を置く必要がある場合には、図１２及び図１３に示すように、励磁コイル２３１及びコア２３２を前記回転体である発熱ベルト２１０の内部に配設した構成としてもよい。ここで、図１２に示す加熱装置１２００は、励磁コイル２３１の導線の巻回束の間にサーモスタット３０１を配設した一例を示すものである。また、図１３に示す加熱装置１３００は、励磁コイル２３１の導線の巻回束の側部にサーモスタット３０１を配設した一例を示すものである。

なお、前述の各実施の形態に係る加熱装置３００，６００，８００、１１００においては、発熱ベルト２１０を支持ローラ２２０及び定着ローラ２４０で支持しているが、この発熱ベルト２１０は、図１２及び図１３に示す加熱装置１２００，１３００のように、それ自体をローラ状に形成して定着ローラ２４０としての機能を持たせるようにしたものであってもよい。

また、前述の各実施の形態においては、異常高温度検知手段として、サーモスタット３０１を用いたが、設定温度以上になると溶断される温度ヒューズを用いてもよい。また異常高温度検知手段としてサーミスタを用いて、サーミスタが設定温度以上の高温を検知したときに励磁コイル２３１への電源供給を遮断する電子回路を組み合わせることによってサーモスタット３０１の代用とすることも可能であることは言うまでもない。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る加熱装置の特徴部の構成について説明する。図１４は、本実施の形態４に係る加熱装置を用いた定着装置１４００の構成を示す断面図である。なお、図１４において、実施の形態１に係る図２の定着装置２００と同一の構成部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

図１４に示すように、この加熱装置１４００は、図８及び図９に示した実施の形態３に係る加熱装置８００がセンターコア２３２ｂを励磁コイル２３１の巻回中心に配置した構成に対して、センターコア２３２ｂを励磁コイル２３１の巻回中心から外れた側方に配置し、そのセンターコア２３２ｂに隣接してサーモスタット３０１を配設したものである。

このように加熱装置１４００を構成することにより、図９の加熱装置８００においてセンターコア２３２ｂの左隣にあった空間にも励磁コイル２３１を配設してコイル断面積を大きくすることにより、発熱効率を高めることができる。

本発明の加熱装置の第１の態様は、導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、を備え、前記異常高温度検知手段が、前記発熱体に対して前記励磁コイルと同じ側でかつ前記励磁コイルの導線の巻回束の間に配設されている構成を採る。

この構成によれば、前記異常高温度検知手段が前記励磁コイルの設置部位と同じ側に配設されているので、前記異常高温度検知手段と前記励磁コイルとの保持部材を共通化できるとともに、両者の配線及び端子等を一カ所に集中して配置することができるので、装置本体を安価かつコンパクトに構成することができる。さらに、この構成によれば、前記励磁コイルの他の部位と比較して前記発熱体の発熱量がより大きな前記励磁コイルの導線の巻回束の間に前記異常高温度検知手段が配設されているので、前記発熱体が異常高温度になったときに前記異常高温度検知手段をより迅速かつ確実に動作させることができるようになる。ちなみに、前記発熱体の発熱量は、前記励磁コイルの導線の巻回束の中央位置で最大となる。

本発明の加熱装置の第２の態様は、上記第１の態様に記載の加熱装置において、前記励磁コイルの導線の巻回中央部に配置される強磁性体からなるセンターコアと、前記励磁コイルの導線の巻回束の外側部に配置される強磁性体からなるサイドコアとの、少なくとも一方のコアを備えた構成を採る。

この構成によれば、第１の態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記発熱体の前記センターコア及び前記サイドコアの存在により、前記発熱体を貫通しない漏洩磁束が少なくなって前記励磁コイルの出力低下を抑制することができる。また、この構成においては、前記発熱体の回転軸方向の温度分布を均一にすることができる。

本発明の加熱装置の第３の態様は、導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、前記励磁コイルの導線の巻回中央部に配置される強磁性体からなるセンターコアと、を備え、前記異常高温度検知手段が、前記励磁コイルと前記センターコアとの間に挟まれて配設されている構成を採る。

この構成によれば、前記励磁コイルから発生する磁束の大半が前記センターコアを通るので、前記センターコアを配設しないセンターコアレスタイプのものに較べて前記異常高温度検知手段が配設される前記励磁コイルの導線の巻回束の内側部における前記発熱体の発熱量が大きくなるので、前記発熱体が異常高温度になったときに前記異常高温度検知手段を比較的迅速かつ確実に動作させることができるとともに、漏洩磁束の影響による前記異常高温度検知手段の自己発熱が少なくなる。また、この構成によれば、前記異常高温度検知手段を配設するに当たって前記励磁コイルの導線の巻き方を変更する必要がなく、従来の構成の励磁コイルをそのまま使用することができる。

本発明の加熱装置の第４の態様は、導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、前記励磁コイルの導線の巻回束の外側部に配置される強磁性体からなるサイドコアと、を備え、前記異常高温度検知手段が前記励磁コイルと前記サイドコアとの間に挟まれて配設されている構成を採る。

この構成によれば、前記異常高温度検知手段が配設されている部位の磁束の大半が前記サイドコアを通るので、前記サイドコアレスのものに較べて前記異常高温度検知手段が配設される前記励磁コイルの導線の巻回束の外側部における前記発熱体の発熱量が大きくなるので、前記発熱体が異常高温度になったときに前記異常高温度検知手段を比較的迅速かつ確実に動作させることができるとともに、漏洩磁束の影響による前記異常高温度検知手段の自己発熱が少なくなる。

本発明の加熱装置の第５の態様は、上記第１の態様に記載の加熱装置において、前記発熱体に対して前記励磁コイルとは反対側に配置されて磁路を形成する対向コアを具備する構成を採る。

この構成によれば、前記励磁コイルで生成される磁束の大半が前記対向コアを通るので、前記発熱体の材質が非磁性部材であっても前記励磁コイルの出力低下を抑制することができる。また、この構成においては、前記発熱体の材質が磁性部材であって、その温度がキュリー点を超えた場合でも、上述と同様に前記磁束の大半が前記対向コアを通るので漏洩磁束が少なく、前記異常高温度検知手段を確実に動作させることができる。

本発明の加熱装置の第６の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記異常高温度検知手段が配設されている部位の前記励磁コイルの導線が、前記発熱体の長手方向に沿って互いに平行をなしている構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記異常高温度検知手段が配設されている部位における前記励磁コイルにより生成される前記発熱体の長手方向に沿った磁界強度が一様になる。従って、この構成においては、前記発熱体の長手方向の発熱温度分布がほぼ均一化されるようになる。

本発明の加熱装置の第７の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記励磁コイルの導線の巻回束は、前記導線の巻回中心に対して対称形状をなしている構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記異常高温度検知手段が配設されている部位と前記異常高温度検知手段が配設されていない部位との前記発熱体の磁界強度が一様になる。従って、この構成においては、前記異常高温度検知手段が配設されていない部位で前記発熱体が異常高温度になって前記異常高温度検知手段の動作が遅れるという不具合が起こらなくなる。

本発明の加熱装置の第８の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、平板状の熱伝導体の平面が前記導線の巻回方向に沿うように前記熱伝導体を前記励磁コイルの導線の間に配置し、前記熱伝導体の熱伝導により前記異常高温度検知手段に熱を伝達する構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記異常高温度検知手段の配設部位を迂回する際の前記励磁コイルの導線の迂回幅を小さくすることができ、前記異常高温度検知手段を配設したことによる前記導線の巻回数の減少に伴う前記励磁コイルの出力の低下を抑えることができる。

本発明の加熱装置の第９の態様は、上記第８の態様に記載の加熱装置において、前記熱伝導体は、非磁性の熱良導性金属である構成を採る。

この構成によれば、上記第８の態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記熱伝導体が前記励磁コイルにより生成される磁界の影響を受けないので、前記熱伝導体の自己発熱によって前記発熱体が局部的に発熱するといった不具合を起こすことがない。

本発明の加熱装置の第１０の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記異常高温度検知手段は、少なくとも１個のサーモスタットである構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記異常高温度検知手段がサーモスタットであるので、安価に構成することができる。ここで、前記サーモスタットを複数個設けた場合には、１個のサーモスタットを除いて他の全てのサーモスタットが故障しても前記発熱体の異常高温度を感知することができるので、装置の安全性を向上させることができる。また、複数個のサーモスタットを配設する場合には、各サーモスタットを対称位置となるように配設して、各サーモスタットを配設したことによる前記発熱体への影響を均等に分散させることが好ましい。

本発明の加熱装置の第１１の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記異常高温度検知手段は、加熱可能な最小サイズの被加熱体を加熱する前記発熱体の最小加熱領域と対向する部位に配設されている構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記発熱体が加熱されている際には前記異常高温度検知手段が常に動作可能な状態になるので、前記異常高温度検知手段の感知できない加熱領域で前記発熱体が異常高温度になることがなく安全面での信頼性が向上される。

本発明の加熱装置の第１２の態様は、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置において、前記発熱体は、前記励磁コイルに対して移動する回転体からなり、前記励磁コイルは、前記回転体の外周面に沿って対向配置されている構成を採る。

この構成によれば、第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置の効果に加えて、前記発熱体を交換する際に前記磁気コイルを取り外す必要がないので、装置のメンテナンス等を容易に行うことができる。

本発明の加熱装置の第１３の態様は、上記第３の態様に記載の加熱装置において、前記センターコアは、前記励磁コイルの導線の巻回中心から外れた側方に配置され、前記異常高温度検知手段は、前記励磁コイルと前記センターコアとの間に前記センターコアに隣接して配設されている構成を採る。

この構成によれば、センターコアが励磁コイルの導線の巻回中心に配置された際に前記異常高温度検知手段が配設されていた空間にも励磁コイルを配設できるので、励磁コイルのコイル断面積を大きくし、発熱効率を高めることができる。

本発明の定着装置の第１４の態様は、記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着手段の加熱手段として、上記第１，３，４のいずれかの態様に記載の加熱装置を用いる構成を採る。

この構成によれば、前記加熱手段としての加熱装置の発熱体が異常高温度になったときに前記異常高温度検知手段が迅速かつ確実に動作されるので、前記記録媒体の発火や発煙等の二次的な災害の発生を未然に防止することができる。

本発明の画像形成装置の第１５の態様は、記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着手段として、上記第１４の態様に記載の定着装置を用いる構成を採る。

この構成によれば、記録媒体上に形成された未定着画像を前記定着装置により安全に加熱定着することができる。

本明細書は、２００３年１２月３日出願の特願２００３−４０４９４４に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明は、電磁誘導加熱される発熱体の材質及び温度特性等の如何にかかわらず、電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置の定着装置として用いられる加熱装置の前記発熱体が異常高温度になったときに異常高温度検知手段を迅速かつ確実に動作させることを可能にすることである。

本発明の実施の形態１に係る加熱装置を記録媒体上の未定着画像を加熱定着する定着装置として用いた画像形成装置の全体構成を示す概略断面図 本実施の形態１に係る加熱装置を加熱手段として用いた定着装置の基本的な構成を示す断面図 本実施の形態１に係る加熱装置の構成を示す概略平面図 本実施の形態１に係る加熱装置の図３におけるＡ−Ａ断面図 本実施の形態１に係る加熱装置の発熱量を示すグラフ 本発明の実施の形態２に係る加熱装置の構成を示す概略斜視図 本実施の形態２に係る加熱装置の図６におけるＢ−Ｂ断面図 本発明の実施の形態３に係る加熱装置の構成を示す概略平面図 本実施の形態３に係る加熱装置の図８におけるＣ−Ｃ断面図 本実施の形態３に係る加熱装置の発熱量を示すグラフ 本実施の形態３に係る加熱装置の他の構成を示す概略断面図 本実施の形態１に係る加熱装置の他の構成を示す概略断面図 本実施の形態３に係る加熱装置のさらに他の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４に係る定着装置の構成を示す概略断面図

Claims (15)

1. 導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、
   前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、
   前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、を備え、
   前記異常高温度検知手段が、前記発熱体に対して前記励磁コイルと同じ側で且つ前記励磁コイルの導線の巻回束の間に配設されている加熱装置。
2. 前記励磁コイルの導線の巻回中央部に配置される強磁性体からなるセンターコアと、前記励磁コイルの導線の巻回束の外側部に配置される強磁性体からなるサイドコアとの、少なくとも一方のコアを備えた請求項１記載の加熱装置。
3. 導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、
   前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、
   前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、
   前記励磁コイルの導線の巻回中央部に配置される強磁性体からなるセンターコアと、を備え、
   前記異常高温度検知手段が、前記励磁コイルと前記センターコアとの間に挟まれて配設されている加熱装置。
4. 導線を複数巻回されて磁界を生成する励磁コイルと、
   前記磁界の作用により電磁誘導加熱される発熱体と、
   前記発熱体が異常高温度になったことを検知する異常高温度検知手段と、
   前記励磁コイルの導線の巻回束の外側部に配置される強磁性体からなるサイドコアと、を備え、
   前記異常高温度検知手段が前記励磁コイルと前記サイドコアとの間に挟まれて配設されている加熱装置。
5. 前記発熱体に対して前記励磁コイルとは反対側に配置されて磁路を形成する対向コアを具備する請求項１記載の加熱装置。
6. 前記異常高温度検知手段が配設されている部位の前記励磁コイルの導線が、前記発熱体の長手方向に沿って互いに平行をなしている請求項１，３，４のいずれかに記載の加熱装置。
7. 前記励磁コイルの導線の巻回束は、前記導線の巻回中心に対して対称形状をなしている請求項１，３，４のいずれかに記載の加熱装置。
8. 平板状の熱伝導体の平面が前記導線の巻回方向に沿うように前記熱伝導体を前記励磁コイルの導線の間に配置し、前記熱伝導体の熱伝導により前記異常高温度検知手段に熱を伝達する請求項１，３，４のいずれかに記載の加熱装置。
9. 前記熱伝導体は、非磁性の熱良導性金属である請求項８記載の加熱装置。
10. 前記異常高温度検知手段は、少なくとも１個のサーモスタットである請求項１，３，４のいずれかに記載の加熱装置。
11. 前記異常高温度検知手段は、加熱可能な最小サイズの被加熱体を加熱する前記発熱体の最小加熱領域と対向する部位に配設されている請求項１，３，４のいずれかに記載の加熱装置。
12. 前記発熱体は、前記励磁コイルに対して移動する回転体からなり、前記励磁コイルは、前記回転体の外周面に沿って対向配置されている請求項１，３，４のいずれかに記載の加熱装置。
13. 前記センターコアは、前記励磁コイルの導線の巻回中心から外れた側方に配置され、前記異常高温度検知手段は、前記励磁コイルと前記センターコアとの間に前記センターコアに隣接して配設されている請求項３記載の加熱装置。
14. 記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着手段の加熱手段として、請求項１，３，４のいずれかに記載の加熱装置を用いることを特徴とする定着装置。
15. 記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着手段として、請求項１４記載の定着装置を用いる画像形成装置。

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