(57)【要約】【課題】誘導加熱方式を利用した定着装置において、励磁コイルが共振することを防止し、励磁コイルの付近に配置される他の機器の破損等を防止できる定着装置を提供すること。【解決手段】本願発明は、使用周波数と相違する固有振動数を有する励磁コイルおよび／あるいはコア部材を用いることにより、励磁コイル間、あるいは付近に配置されるコア部材等において発生する共振を防止できる。【選択図】図２
2010003707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のインダクタンスを有し、第１の周波数を有する電力が供給される第１のコイルと、
第２のインダクタンスを有し、第２の周波数を有する電力が供給される第２のコイルと、
前記第１のコイルおよび第２のコイルに、所定のタイミングで所定の電力を供給する制御機構と、
前記制御機構から所定の電力が供給されて前記コイルから発生する磁界により発熱する導電性部材とを含み、
前記制御機構により前記第１のコイルには第１の周波数が供給され、前記第２のコイルには第２の周波数が供給される加熱装置。
【請求項２】
前記制御機構により前記第１，２のコイルに同一の電力が供給された場合、前記第１のコイルは、前記第２のコイルの第２のインダクタンスと異なる第１のインダクタンスを有する請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記第１のコイルは、前記制御機構により前記第２のコイルに供給されている電力と異なる電力が供給される場合、前記第２のコイルに供給される電力の前記第２の周波数と異なる前記第１の周波数の電力を供給されている請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
所定の電力が供給されて所定の磁界を発生するコイルと、
前記コイルの近くに配置され、所定の固有振動数を有するコア部材と、
前記制御機構から所定の電力が供給されて前記コイルから発生する磁界により発熱する導電性部材とを含み、
前記コア部材の固有振動数は、前記制御機構から出力される電圧および電流の周波数が有する範囲と相違する加熱装置。
【請求項５】
前記コア部材は、一辺がｒの矩形で、かつ厚さｈに形成される立体であって、
【数９】
2010003707.tif 000011
を満たす形状を有する請求項４に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記コア部材は、磁性体により構成されている請求項５に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記コイルは、第１のコイルおよび第２のコイルを含み、
この第１のコイルは、第２のコイルよりも前記導電性部材との距離が近い請求項４に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記第１のコイルのインピーダンスは、前記第２のコイルのインピーダンスより低い請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記第１のコイルと第２のコイルのインダクタンスの値は同等である請求項８に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導加熱方式を利用して熱を生成する加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた複写機に搭載の定着装置では、誘導加熱定着方式の定着装置が採用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、定着（加熱）ローラの回転軸に沿って形成されたコアに巻きつけられたコイルを用いて、加熱ローラに渦電流を流して加熱する方式が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、磁場発生手段により磁界が提供されて誘導加熱により発熱する発熱ベルトを、加圧ベルトと磁場発生手段との間に挟んでニップを形成する加熱装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような誘導加熱を用いた加熱装置において、短い時間で定着に要する加熱温度を得るためには、励磁コイルに供給される電力として高周波を用いるため、励磁コイルの共振により共振音が発生する問題がある。
【０００６】
これに伴い、励磁コイルを保持する保持部材や磁束を強めるための磁性体コアを含むコイルユニット等が破損する問題がある。
【０００７】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、誘導加熱方式を利用した定着装置において、励磁コイルが共振することを防止できる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、第１のインダクタンスを有し、第１の周波数を有する電力が供給される第１のコイルと、第２のインダクタンスを有し、第２の周波数を有する電力が供給される第２のコイルと、前記第１のコイルおよび第２のコイルに、所定のタイミングで所定の電力を供給する制御機構と、前記制御機構から所定の電力が供給されて前記コイルから発生する磁界により発熱する導電性部材とを含み、前記制御機構により前記第１のコイルには第１の周波数が供給され、前記第２のコイルには第２の周波数が供給される加熱装置を提供する。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明は、所定の電力が供給されて所定の磁界を発生するコイルと、前記コイルの近くに配置され、所定の固有振動数を有するコア部材と、前記制御機構から所定の電力が供給されて前記コイルから発生する磁界により発熱する導電性部材とを含み、前記コア部材の固有振動数は、前記制御機構から出力される電圧および電流の周波数が有する範囲と相違する加熱装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、励磁コイル間、あるいは励磁コイル付近に配置されるコア部材等において発生する共振を防止できる。このため、励磁コイルの付近に配置される他の機器の破損等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の加熱装置を搭載した定着装置の一例を説明する概略図、
【図２】図１に示した定着装置に利用可能な加熱装置の一例を説明する概略図、
【図３】図２に示した加熱装置における励磁コイルの一例を説明する概略図、
【図４】図２に示した加熱装置における励磁コイルの配置の一例を説明する概略図、
【図５】図２に示した加熱装置の概略断面図、
【図６】図２に示した定着装置の制御系を説明するブロック図、
【図７】図２に示した加熱装置の概略断面図、
【図８】固有振動数を計測する方法の一例を説明する概略図、
【図９】本発明のコア部材の一例を説明する概略図、
【図１０】本発明のコア部材の他の例を説明する概略図、
【図１１】本発明のコア部材の他の例を説明する概略図、
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて、この発明の実施の形態が適用される定着装置の一例を説明する。
【００１３】
図１に示すように、定着装置１は、定着（加熱）ローラ２、プレス（加圧）ローラ３、異常温度検知素子７、温度検出素子９、磁場発生手段１０、絶縁シート１１を有する。
【００１４】
加熱ローラ２は、厚さが０．５〜３．０ｍｍ程度より好ましくは１．５ｍｍ程度の金属製の中空円筒状の導電性部材２ａを含み、外径φ＝６０ｍｍであることが好ましい。本実施の形態では、加熱ローラ２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。導電性部材２ａの表面には、四フッ化エチレン樹脂やテフロン（登録商標）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離型層２ｂが形成されている。
【００１５】
加圧ローラ３は、金属性（高剛性）または所定の圧力で変形しない金属性のシャフトである芯金３ａと、この芯金３ａのまわりに設けられるシリコンゴム３ｂ、フッ素ゴム３ｃ等を有し、外径φ＝６０ｍｍであることが好ましい。
【００１６】
加圧ローラ３は、図示しない所定の加圧機構からの圧力を受けることで、加熱ローラ２に所定の圧力を提供する。この圧力により、加圧ローラ３の軸と垂直方向に一定のニップ幅を有するニップ４が形成される。
【００１７】
加熱ローラ２は、駆動モータ（図示せず）により矢印方向（ＣＷ）に回転され、この回転に伴って、加圧ローラ３は、矢印方向（ＣＣＷ）に回転される。
【００１８】
発熱異常検知素子７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、以下に説明する磁場発生手段（励磁コイル）に対して供給される電力を遮断する。また、発熱異常検知素子７は、後に図６を用いて説明するとおり、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７ａ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７ｂから構成され、複数、例えば２つであってもよい。
【００１９】
温度検出素子９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９ａ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９ｂを含む。なお、温度検出素子９は、複数、例えば２つであってもよい。
【００２０】
なお、発熱異常温度検知素子７ａ，７ｂおよび温度検出素子９ａ，９ｂが位置される順および位置は、図１に示した順および位置に制限されるものではない。
【００２１】
加熱ローラ２の内側には、磁場発生手段１０が備えられる。
【００２２】
絶縁シート１１は、加熱ローラ２と磁場発生手段１０との間に配置され、加熱ローラ２の内周面と磁場発生手段１０を絶縁する。
【００２３】
絶縁シート１１は、磁場発生手段１０に所定の電力が供給されて誘導加熱により発熱する加熱ローラ２の最大温度よりも高い耐熱温度を有し、磁場発生手段１０に供給される最大電力（電圧および電流）に耐え得る耐電力を有する材料であることが要求される。これらを考慮して、絶縁シート１１は、加熱ローラ２が最も高温となる条件下において、収縮率が２％以下で、厚さが０．４ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２４】
上記要件を満たす絶縁シート１１として、本実施の形態においては、ＰＦＡ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ  ａｌｋｏｘｙ  ａｌｋａｎ−パーフルオロアルコキシルアルカン）を使用したが、上記耐熱温度,耐電圧の条件を満たすものであれば、例えばＰＴＦＥ（ｐｏｌｙ  ｔｅｔｒａ  ｆｌｕｏｒｏ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ−４フッ化エチレン）等やその他の材料が利用されてもよい。
【００２５】
図２は、磁場発生手段の一例を説明する概略斜視図である。なお、図２は、説明のため、組み立てられる以前の状態を示す。
【００２６】
磁場発生手段１０は、ホルダ２０ａ，２０ｂ、コイルユニット２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有する。コイルユニット２１ａは、コア部材２２ａ、コイルボビン２３ａ、励磁コイル２４ａを含み、コイルユニット２１ｂは、コア部材２２ｂ、コイルボビン２３ｂ、励磁コイル２４ｂを含み、コイルユニット２１ｃは、コア部材２２ｃ、コイルボビン２３ｃ、励磁コイル２４ｃを含む。
【００２７】
ホルダ２０ａ，２０ｂは、上下方向からコイルユニット２１ａ，２１ｂ，２１ｃを狭持し、それぞれ所定の位置でコイルユニットを保持する。なお、ホルダ２０ａ，２０ｂとしては、同一部品すなわち同じ構造・材質で構成される部材が利用可能である。
【００２８】
コイルユニット２１ａは、加熱ローラ２の軸方向の中央に配置され、コイルボビン２３ａと、これに巻き付けられる励磁コイル２４ａを含む。
【００２９】
コイルユニット２１ｂ，２１ｃは、コイルユニット２１ａの両端すなわち加熱ローラ２の軸方向の両端に配置され、コイルユニット２１ｂはコイルボビン２３ｂに巻き付けられる励磁コイル２４ｂを含み、コイルユニット２１ｃはコイルボビン２３ｃに巻き付けられる励磁コイル２４ｃを含む。
【００３０】
コア部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、例えば所定の大きさの矩形状に形成され、それぞれコイルボビン２３ａ，２３ｂ，２３ｃの内側に配置され、本実施の形態においては、フェライトや積層鋼板から構成されるが、高周波域での損失が少ない、例えばダストコア（圧粉磁芯）が主要な材料とするもので構成されてもよい。
【００３１】
ホルダ２０ａ，２０ｂおよびコイルボビン２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、耐熱性が高く、高い絶縁性を有する樹脂材料等で構成されることが好ましく、例えば、液晶ポリマー、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あってもよい。
【００３２】
なお、励磁コイル２４ｂ，２４ｃは、図３に示すように、一本の電線からなり、ホルダ２０ａ，２０ｂに保持された状態で、巻き方向が同じであることが好ましい。すなわち、図３のように接続され、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃに同時に電流が流れた場合、軸と垂直な方向で隣り合うコイル線に流れる電流が同じ方向となるような配置であることが好ましい。
【００３３】
なお、図４に示すとおり、励磁コイル２４ａ（中央コイル）は、例えばＡ４サイズの用紙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、少なくとも用紙とローラ２の外周面とが接する領域（幅）を加熱可能な長さＬ１に形成されている。
【００３４】
励磁コイル２４ｂ，２４ｃ（端部コイル）は、電気的には１つのコイルであって、励磁コイル２４ａと図４に示すように一列に並べられたとき、長手方向の長さＬ２は、少なくともＡ３サイズの用紙の短辺の長さ以上であることが好ましい。
【００３５】
励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、それぞれ距離Ｌ３の間隔を有して配置される。この距離Ｌ３は、ニップ４を所定の熱量を吸収しながら通過する被加熱物（用紙）のサイズに応じて変化する加熱ローラ２の表面温度において、温度ムラが最小になる距離として定義される。なお、距離Ｌ３が小さすぎると、励磁コイルの継ぎ目の温度は他の表面より高くなり、距離Ｌ３が大きすぎると、励磁コイルの継ぎ目の温度は他の表面より低くなる。すなわち、温度ムラが発生する。本実施の形態においては、実測により加熱ローラ２の表面温度における温度ムラが最小となるよう、所定の距離Ｌ３に決定されている。
【００３６】
励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、例えば、絶縁材、例えばポリイミドで被覆される外径φ＝０．５〜１．０ｍｍの銅線材を所定本数撚ったリッツ線等が利用可能である。本実施の形態においては、例えば１００Ｖの電圧を許容可能なものとして、１９本の外径φ＝０．５ｍｍの銅線材からなる電線を用いた。
【００３７】
各コイルは、図５を用いて後に説明するとおり、所定の共振周波数の電圧および電流が供給されて所定の磁界を発生し、加熱ローラ２の所定部分に渦電流が生じる。この渦電流と加熱ローラ抵抗によってジュール熱が生成され、加熱ローラ２が発熱する。
【００３８】
図５は、図２に示した磁場発生手段の軸の垂直方向に切断されたコイルユニット２１ａの概略断面図を示す。
【００３９】
本実施の形態において、励磁コイル２４ａは、図５に示す通り、コア部材２２ａで左右に区切ったとき、左側の番号と右側の番号を結ぶように、紙面垂直方向にコイルボビン２３ａに巻きつけられている。よって、コイルユニット２１ａは、一段目において７ターン（１〜７）、二段目においてさらに７ターン（８〜１４）、合計１４ターン数を有する。
【００４０】
図６は、図１に示した定着装置１の制御系の一例を説明するブロック図である。
【００４１】
電源３１は、サーモスタット７ａ、７ｂと直列に接続され、また、整流回路３２を介して２系統のインバータ回路３３ａ，３３ｂと接続されている。
【００４２】
インバータ駆動回路３３ａは、励磁コイル２４ａと、インバータ駆動回路３３ｂは、励磁コイル２４ｂ，２４ｃとそれぞれ接続され、接続される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。また、インバータ駆動回路３３ａは、スイッチング素子３４ａ、駆動回路３５ａ、サーミスタ３６ａを含み、インバータ駆動回路３３ｂは、スイッチング素子３４ｂ、駆動回路３５ｂ、サーミスタ３６ｂを含む。
【００４３】
スイッチング素子３４ａ，３４ｂは、例えばＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉ−ＰｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなり、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃに供給すべき高周波出力（高周波電流）をオン／オフ制御する。
【００４４】
駆動回路３５ａ，３５ｂは、ＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂのオン／オフ動作を制御する、すなわちそれぞれの励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃに所定出力を供給するため制御信号（スイッチング回数）を、ＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂに出力する。
【００４５】
サーミスタ３６ａ，３６ｂは、ＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂの近傍に配置され、周囲の温度を検知する。また、ＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂの近傍には、ファン３８が配置されていてもよく、ＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂは、サーミスタ３６ａ，３６ｂで検知される周囲の温度情報をフィードバックして、ファン３８に送風を指示する。これにより、ＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂが過剰に加熱され、高温になることを防止できる。
【００４６】
インバータ駆動回路３３ａは、インバータ制御回路３７ａ，と、インバータ駆動回路３３ｂは、インバータ制御回路３７ｂとそれぞれ接続される。
【００４７】
インバータ制御回路３７ａ，３７ｂは、ＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂが出力すべき高周波出力、すなわち各コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃが所定の加熱力であるコイル出力を出力するためにＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂがオンされる時間であって、さらに言い換えると、単位時間当たりにＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂがオンされる回数（駆動周波数）を指示する等の駆動動作を制御する。なお、本実施の形態において、ＩＧＢＴ３４ａ，３４ｂを用いてあるいは励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃのインダクタンスを所定値ずらすことにより、２０．０５〜１００ＫＨｚの範囲の高周波数の電力（電流および電圧）を励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃに供給し、この周波数の範囲を誘導加熱における使用周波数として以下説明する。また、励磁コイルに供給する電力の周波数は、電波法施行規則に基づく新型複写機に係る型式指定を受けるための技術的要件が考慮されて、２０．０５ｋＨｚとしたが、２０ｋＨｚであっても、その付近であってもよい。
【００４８】
サーミスタ３６ａ，３６ｂ、インバータ制御回路３７ａ，３７ｂおよびファン３８は、ＩＨ制御回路３９と接続され、それぞれの動作が制御される。
【００４９】
ＩＨ制御回路３９は、ＣＰＵ４０、ＲＯＭ４１、ＲＡＭ４２を有する。
【００５０】
ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４１に格納されている所定のプログラムに基づいて、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃが所定の加熱力であるコイル出力を出力する制御（以下、誘導加熱制御と記す）を統括する。例えば、ＩＨ制御回路３９は、励磁コイル２１ａに供給すべき第１の周波数ｆ１と、励磁コイル２１ｂ，２１ｃに供給すべき第２の周波数ｆ２を、インバータ回路３３ａ，３３ｂに指示する。これにより、所定の定着温度（用紙に現像剤を定着できるような温度）を確保するために加熱ローラ２に渦電流を発生させる基である励磁コイルから出力される磁界の大きさすなわち加熱力は、任意の大きさに設定可能である。なお、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。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説明する。
【００５１】
ＲＡＭ４２は、誘導加熱制御に必要なデータを格納できる。
【００５２】
なお、ＩＨ制御回路３９は、定着装置の全体の制御を統括するメイン制御回路４３に含まれるものであってもよい。
【００５３】
メイン制御回路４３は、サーミスタ９ａ，９ｂと接続され、フィードバック制御により、加熱ローラ２の表面温度が軸方向に均一に維持されるように、ＩＨ制御回路３９を管理する。
【００５４】
また、整流回路３２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３２と商用電源３１の入力端との間、または整流回路３１とインバータ駆動回路３３ａ，３３ｂとの間等の所定の位置に設けられる電力検知回路（図示せず）により、供給される電流および電圧を検出して、常時監視されてもよい。なお、電力検知回路による監視結果は、所定のタイミングでインバータ制御回路３７ａ，３７ｂにフィードバックされ、インバータ駆動回路３３ａ，３３ｂの焼損等を検知可能とするため、電力検知回路の出力は、メイン制御回路４３に入力されてもよい。
【００５５】
加熱ローラ２の表面温度は、サーミスタ９ａ，９ｂで検知される温度の差に応じて、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃに、以下に説明する所定の制御方法を用いて、所定のタイミングで所定の周波数の所定の電力を供給することで、軸方向に一定の温度を確保できる。
【００５６】
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（誘導加熱制御）の一例を説明する。
【００５７】
（第１の方法）    
第１の方法は、中央コイルユニット２１ａに対向する位置に配置されたサーミスタ９ａと、端部コイルユニット２１ｂ，２１ｃのうち少なくともいずれか一方のコイルに対向する位置に配置されたサーミスタ９ｂから検知された温度を比較し、この比較結果に基づき、所定の時間の割合で中央あるいは端部のコイルに、所定の電力が供給する方法である。すなわち、所定のデューティー比でオンするコイルを交互に切り替える方法であって、このように所定のタイミングで所定の電力が供給された中央および端部のコイルは、加熱ローラ２の温度が軸方向に均一となるように、所定の磁界を発生させる。
【００５８】
このとき、端部コイル２４ｂ，２４ｃは、中央コイル２４ａに比べて、電線を巻く幅すなわち加熱ローラ２の軸方向の長さが短いため、図５に示したような同じターン数で同様の巻線仕様を用いたとしても、同じ性能が得られない問題がある。
【００５９】
例えば、それぞれ中央コイル２４ａと端部コイル２４ｂ，２４ｃのコイルとしての特性値であるインダクタンス（Ｌ）が同等の値となる巻き数で、全コイルが形成された場合、コイルとしてのもう１つの特性値であるインピーダンス（Ｚ）が異なるため、端部コイル２４ｂ，２４ｃのインピーダンスは低くなる。この問題は、図７（ａ）および７（ｂ）に示すようなコイルボビンを用いることにより改善できる。
【００６０】
図７（ａ）は、中央コイルユニット２１ａを示し、図７（ｂ）は、端部コイルユニット２１ｂ，２１ｃを示す。
【００６１】
図７（ａ），７（ｂ）に示すように、端部コイルユニット２１ｂ，２１ｃのコイルボビン２３ｂ，２３ｃの厚さＬ５を中央コイルユニット２１ａのコイルボビン２３ａの厚さＬ４より厚くする。これにより、端部コイルユニット２１ｂ，２１ｃの電線２４ｂ，２４ｃと加熱ローラ２の内周面との距離が縮まる。よって、加熱ローラ２と励磁コイル２４ｂ，２４ｃの磁気的な結びつきが強くなるため、加熱ローラ２に作用する磁束密度が高まり、端部コイルユニット２１ｂ，２１ｃの性能が向上する。
【００６２】
（第２の方法）    
第２の方法は、中央コイルユニット２１ａに供給する電力と、端部コイルユニット２１ｂ，２１ｃに供給する電力を、同一もしくは異なる値で、同時に出力し、加熱ローラ２の軸方向の温度が均一となるように、所定の磁界を発生させる方法である。
【００６３】
しかしながら、同時に同一周波数の電力を励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃに供給した場合、隣り合うコイルが共振するため、騒音となる共振音が発生する問題がある。
【００６４】
この問題を解決するため、次の２つの方法が適用できる。
【００６５】
第２−１の方法は、それぞれ中央コイル２４ａと端部コイル２４ｂ，２４ｃのインダクタンス（Ｌ）の値が比較的かけ離れた値となるように、所定の巻き数で両コイルを形成する方法である。これにより、同一の電力が同時に両コイルに供給される場合であっても言い換えると図６に示したインバータ駆動回路３３ａ，３３ｂから出力される電力の周波数が同一である場合であっても、両コイルに供給される電力の周波数（使用周波数）が所定の差を有する。このため、隣り合うコイル間で共振が発生することを防止できる。
【００６６】
第２−２の方法は、中央コイル２４ａと端部コイル２４ｂ，２４ｃに供給される電力の値を変えることにより、両コイルに供給される電力の周波数（使用周波数）において所定の差を確保する方法である。これにより、コイル間で共振が発生することを防止できる。すなわち、図６に示したインバータ駆動回路３３ａ，３３ｂが、それぞれ所定の差分の周波数を有する電力を出力する。
【００６７】
なお、第２−１の方法における両コイルのインダクタンスの値、および第２−２の方法における両コイルに供給される電力の差分は、共振が発生しない範囲、例えば、両コイルに供給される電力の周波数が、１０ｋＨｚ以上の差を有する範囲で任意に決定できる。なお、この共振が発生しない範囲は、隣り合うコイルの特性や、コイルに供給される電力、あるいはコイルに電力を供給する際の制御方法等に応じて決定され、実測により定義されるため、上記数値範囲に限定されないことは言うまでもない。
【００６８】
尚、コイルインダクタンスが中央部コイルと端部コイルで同等と設定されている場合には、インピーダンスを異ならせてもよい。
【００６９】
上述した誘導加熱制御の各方法は、動作モードに応じて使い分けられることで、より効果的に加熱ローラ２を軸方向に均一に加熱できる。
【００７０】
例えば、第１の方法は、ウォーミングアップ（Ｗ／Ｕ）時に代表される加熱ローラ２が熱履歴のない状態すなわち常温の状態から所定の温度まで加熱される場合等で、より効果的に加熱ローラ２を軸方向に均一に加熱できる。
【００７１】
また、第２の方法は、通常のコピー動作時に代表されるある程度の温度まで加熱された状態で加熱ローラ２の軸方向の温度ムラを最小にする場合等に有効である。
【００７２】
このような方法を用いることにより、たとえ本実施の形態のように２０．０５〜１００ｋＨｚの範囲の高周波数の電力（電流および電圧）が利用される場合であっても、隣り合うコイル間や、コイルとコイルの付近に配置される部品（コイルボビン，磁性体コア等）との間に発生する共振を防止し、共振による共振音の問題を改善できる。
【００７３】
次に、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃについて、より詳細に説明する。
【００７４】
励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、使用周波数の範囲と異なる固有振動数を有する形状である。
【００７５】
また、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃの固有振動数が使用周波数の整数倍に一致すると、共振が発生するため、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃの固有振動数は、使用頻度が高い周波数の整数倍と相違する所定の数値に決定されることが好ましい。
【００７６】
なお、本実施の形態において、使用頻度の高い周波数とは、Ｗ／Ｕ中、コピー中、レディー中における使用周波数であって、それぞれ３８ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、２５ｋＨｚ近傍である。よって、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃの固有振動数は、使用周波数３８ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、２５ｋＨｚ、および使用周波数の整数倍に一致する７５，６０，５０ｋＨｚ近傍ではない。
【００７７】
この励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃを用いた結果より、共振により発生する共振音は、従来に比べて、騒音値（ｄＢ）で約５０％低減された。
【００７８】
なお、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃの固有振動数は、たとえば、図８に示すような測定機材を用いて測定できる。
【００７９】
ＦＦＴアナライザ４０１は、被測定物と接続される加速度ピックアップ４０２と、被測定物に振動を伝達する振動伝達部４０３と接続されている。
【００８０】
振動伝達部４０３から被測定物に所定の振動が与えられると、ＦＦＴアナライザ４０１は、この振動の大きさを得ると共に、加速度ピックアップ４０２より、非測定物に発生した振動を測定することができる。
【００８１】
この機材を用いて、励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃの固有振動数を設定できる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、振動伝達部４０３として、株式会社小野測器製造のインパルスハンマを使用した。
【００８３】
これにより、たとえ本実施の形態のように２０．０５〜１００ＫＨｚの範囲の高周波数の電力（電流および電圧）が励磁コイル２４ａ，２４ｂ，２４ｃに供給される場合であっても、隣り合うコイルに発生する共振を防止し、共振による共振音の騒音の問題を未然に防ぎ、コイルボビンやコア部材等の破損を防止できる。
【００８４】
次に、コア部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃについて、より詳細に説明する。
【００８５】
コア部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、使用周波数の範囲と異なる固有振動数を有する形状である。
【００８６】
また、コア部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃの固有振動数は、上述したとおり、使用頻度が高い周波数の整数倍と相違する所定の数値に決定されることが好ましい。
【００８７】
図９は、矩形のコア部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃを示す。図９に示すとおり、コア部材は、一辺の長さがそれぞれｈ１，ｒ１である矩形の立体であって、厚さｂ１を有する。
【００８８】
コア部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃの固有振動数（ωｎ）は、次のようにして算出される。
【００８９】
固有振動周波数は、
【数１】
2010003707.tif 000003
【００９０】
であって、
【数２】
2010003707.tif 000004
【００９１】
【数３】
2010003707.tif 000005
【００９２】
コア質量は、
【数４】
2010003707.tif 000006
【００９３】
をそれぞれ代入すると、
【数５】
2010003707.tif 000007
【００９４】
が得られる。
【００９５】
なお、式５に示されるｇ，Ｅ，Ｄはそれぞれ、    
加速度  ｇ＝９．８（ｍ／ｓ２）＝９．８×１０４（ｍｍ／ｓ２）    
コア縦弾性係数  Ｅ＝１．０〜２．０×１０−４（Ｋｇｆ／ｍｍ２）    
コア密度  Ｄ＝５．０（ｇ／ｃｍ３）＝５．０×１０−６（Ｋｇ／ｍｍ３）    
である。
【００９６】
上述のとおり、コア縦弾性係数Ｅは、周波数の要素を含むため、本実施の形態における使用周波数ｆ＝２０．０５〜１００（ｋＨｚ）の範囲を含まないコア部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ固有振動数は、式５より
【数６】
2010003707.tif 000008
【００９７】
の範囲のサイズを有する。
【００９８】
従って、コア部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃが、使用周波数の範囲に応じた式６を満たす所定の形状に形成されることで、隣り合うコイルに発生する共振を防止し、共振による共振音の騒音の問題を未然に防ぎ、コイルボビンやコア部材等の破損を防止できる。
【００９９】
例えば、ｈ１＝５０ｍｍ、ｒ１＝２４ｍｍ、ｂ１＝１０ｍｍのサイズを有するコア部材は、ｈ１／ｒ１２＝０．０８６となるため、式６を満たす。
【０１００】
また、ｈ１＝５０ｍｍ、ｒ１＝２８ｍｍ、ｂ１＝１０ｍｍのサイズを有するコア部材は、ｈ１／ｒ１２＝０．０６３をなるため、式６を満たす。
【０１０１】
なお、本発明は、矩形状のコア部材に限定されることなく、例えばＥ型あるいはＴ型のコア部材についても適用できる。
【０１０２】
図１０は、Ｅ型のコア部材５０１の断面図を、図１１は、Ｔ型のコア部材５０２の断面図をそれぞれ示す。
【０１０３】
図１０に示すとおり、コア部材５０１は、平行に並んだ３本の平行部と、これら平行部を垂直方向につなぐ１本の垂直部からなり、垂直部は長さｂ２、幅ｈ３に、平行部は幅ｂ３に形成される。また、平行部の長さと垂直部の幅の和はｈ２で、平行部および垂直部（コア部材５０１）は、厚さｒ２を有する。
【０１０４】
このとき、式３に示した式が
【数７】
2010003707.tif 000009
【０１０５】
となる。
【０１０６】
よって、コア部材５０１の固有振動周波数は、式１に、式２、４および式７を代入することで求められる。このようにして求められる固有振動数が、本実施例に利用される使用周波数ｆ＝２０．０５〜１００（ｋＨｚ）と異なる範囲であるように、コア部材５０１は、所定のサイズに形成される。
【０１０７】
同様に、コア部材５０２も、式３に示した式に変えて
【数８】
2010003707.tif 000010
【０１０８】
式８、および上述の式２、４を式１に代入することで固有振動数を算出できる。
【０１０９】
なお、コア部材５０２は、第１コア部材とこれと垂直に接続される第２コア部材とからなり、第１コア部材は長さｂ４、幅ｈ５に、第２コア部材は幅ｂ５に形成され、第２コア部材の長さと第１コア部材の幅の和はｈ４である。また、第１，２コア部材（コア部材５０２）の厚さは、ｒ３である。
【０１１０】
このようにして求められる固有振動数が、本実施例に利用される使用周波数ｆ＝２０．０５〜１００（ｋＨｚ）と異なる範囲であるように、コア部材５０２は、所定のサイズに形成される。
【０１１１】
上に説明した通り、本願発明は、使用周波数と相違する固有振動数を有する励磁コイルおよび／あるいはコア部材を用いることにより、励磁コイル間、あるいは付近に配置されるコア部材等において発生する共振を防止するものであって、上述した実施例以外の装置にも適用できる。また、上述の第１，２の方法を用いて制御することにより、より効果的に共振を防止できる。
【符号の説明】
【０１１２】
２…加熱ローラ、３…加圧ローラ、７…発熱以上温度検知素子、９…温度検出素子、１０…磁場発生手段、１１…絶縁シート、２０ａ，２０ｂ…ホルダ、２１ａ〜２１ｃ…コイルユニット、２２ａ〜２２ｃ…コア部材、２３ａ〜２３ｃ…コイルボビン、２４ａ〜２４ｃ…励磁コイル。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１３】
【特許文献１】特開平９−２５８５８６号公報
【特許文献２】特開平８−７６６２０号公報
【図１】
2010003707.tif 000012
【図２】
2010003707.tif 000013
【図３】
2010003707.tif 000014
【図４】
2010003707.tif 000015
【図５】
2010003707.tif 000016
【図６】
2010003707.tif 000017
【図７】
2010003707.tif 000018
【図８】
2010003707.tif 000019
【図９】
2010003707.tif 000020
【図１０】
2010003707.tif 000021
【図１１】
2010003707.tif 000022