(57)【要約】【課題】隣り合う２つの励磁コイル及びその境界部分と対向する定着回転体部分の全域にわたって温度偏差を一定の許容範囲内とすることを課題とする。【解決手段】定着ローラ２８の回転軸方向の異なる箇所の発熱層部分をそれぞれ誘導発熱させる交流磁界を発生させる複数の励磁コイル３Ａ〜３Ｃを並べて定着ローラに対向配置し、各励磁コイルに交流電流を入力して交流磁界を発生させ、発熱した発熱層の熱により未定着画像を用紙上に加熱定着させる定着装置において、上記複数の励磁コイル３Ａ〜３Ｃのうちの隣り合う２つの励磁コイルに対して互いに位相の異なる交流電流を入力する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着回転体の回転軸方向の異なる箇所の発熱層部分をそれぞれ誘導発熱させる交流磁界を発生させる複数の励磁コイルを並べて該定着回転体に対向配置し、各励磁コイルに交流電流を入力して該交流磁界を発生させ、発熱した発熱層の熱により未定着画像を記録材上に加熱定着させる定着装置において、
上記複数の励磁コイルのうちの隣り合う２つの励磁コイルに対して互いに位相の異なる交流電流を入力する電流入力手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流の位相差は、６０°以上であることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２の定着装置において、
上記隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流の位相差は、１２０°以下であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置において、
所定の位相変更条件に従って、上記励磁コイルに入力される交流電流の位相を変更する位相変更手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
定着回転体の回転軸方向の異なる箇所の発熱層部分をそれぞれ誘導発熱させる交流磁界を発生させる複数の励磁コイルを並べて該定着回転体に対向配置し、各励磁コイルに交流電流を入力して該交流磁界を発生させ、発熱した発熱層の熱により未定着画像を記録材上に加熱定着させる定着装置において、
上記複数の励磁コイルのうちの隣り合う２つの励磁コイルに対して互いに周波数の異なる交流電流を入力する電流入力手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５の定着装置において、
上記隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流の周波数差は、２０［ｋＨｚ］以上であることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項５又は６の定着装置において、
上記隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流の周波数比は整数比であることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
記録材上に形成した未定着画像を該記録材上に加熱定着させる定着手段を備えた画像形成装置において、
上記定着手段として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記未定着画像を形成する記録材の幅方向サイズの情報を取得する記録材サイズ情報取得手段と、
各励磁コイルが発生させる交流磁界により誘導発熱する各発熱層部分の発熱量が記録材の幅方向サイズに対応した発熱量となるように、上記記録材サイズ情報取得手段が取得した情報に応じて各励磁コイルに対して入力する交流電流を制御する入力電流制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８又は９の画像形成装置において、
上記未定着画像が形成される記録材上の画像位置の情報を取得する画像位置情報取得手段と、
各励磁コイルが発生させる交流磁界により誘導発熱する各発熱層部分の発熱量が記録材上の画像位置に対応した発熱量となるように、上記画像位置情報取得手段が取得した情報に応じて各励磁コイルに対して入力する交流電流を制御する入力電流制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱方式で加熱される定着回転体を用いて未定着画像を記録材上に加熱定着させる定着装置、並びに、この定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機、これらの複合装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置は、一般に、潜像担持体上に形成したトナー像を記録材（以下「用紙」という。）に転写した後、そのトナー像を用紙上に加熱定着する定着処理を経て、画像を出力する。この定着処理では、熱と圧力とによってトナーを溶融又は軟化して用紙に浸透させることで、トナー像を用紙に定着させる。定着処理で採用される加熱方式としては、近年、誘導加熱方式が注目されている。誘導加熱方式は、励磁コイルにより発生する高周波磁界によって生じる誘導磁束が、定着ベルトに設けられた磁性を有する発熱層を貫くことで発熱層に渦電流を発生させ、これにより発熱層を発熱させることで定着ベルトを加熱する方式である。
【０００３】
特許文献１には、導電性金属箔を渦巻き状に成形した励磁コイルを定着ローラ（定着回転体）の軸方向に５つ並べて定着ローラ表面に対向するように配置した誘導加熱方式の定着装置が開示されている。この定着装置では、５つの励磁コイルを直列接続し、単一の交流電源から各励磁コイルに対して同じ交流電流を印加する。上記特許文献１では、詳しい説明は無いが、５つの励磁コイルを、隣り合うコイル間でコイルの渦巻き方向が逆向きになるように接続する交互方向接続とすることで、良好な加熱効率が得られるとしている。
【０００４】
また、上記特許文献１に記載の定着装置では、用紙がＡ３サイズの場合には、５つの励磁コイルすべてに交流電流を印加して定着ローラのほぼ全体を加熱する。一方、用紙がＢ４サイズの場合には、一番端に配置されている１つの励磁コイルへの通電を遮断し、４つの励磁コイルのみに交流電流を印加して定着ローラのほぼ４／５を加熱する。これにより、Ｂ４サイズの場合に、用紙と接触しない定着ローラ部分の温度が過剰に上昇するのを回避している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１に記載の定着装置を含め、定着回転体の回転軸方向の異なる箇所の発熱層部分をそれぞれ誘導発熱させる交流磁界を発生させる複数の励磁コイルを並べて配置した構成においては、次のような問題が発生する。
一般に、定着回転体の回転軸方向における温度分布は、ムラの無い均一な定着性を得るために、その温度偏差が一定の許容範囲内となるようにするのが望ましい。しかしながら、複数の励磁コイルで定着回転体の回転軸方向の異なる箇所を個別に加熱する構成においては、以下の理由から、複数の励磁コイルに対向する全領域にわたって温度偏差を一定の許容範囲内とすることが難しい。
【０００６】
隣り合う２つの励磁コイルの境界部分に対向する定着回転体の発熱層部分では、両方の励磁コイルの影響を受けた誘導磁界が発生する。このとき、隣り合う２つの励磁コイルにより当該発熱層部分に発生する磁界を互いに弱め合うような構成であると、当該発熱層部分の発熱量が不足してしまう。そのため、その発熱層部分に対応する定着回転体の箇所だけ他の箇所よりも温度が許容範囲を超えて低い状態となる。その結果、当該定着回転体の箇所に対応する用紙部分で定着不良を引き起こすという問題が発生する。
【０００７】
逆に、隣り合う２つの励磁コイルにより当該発熱層部分に発生する磁界を互いに強め合うような構成であると、当該発熱層部分の発熱量が過剰となってしまう。そのため、その発熱層部分に対応する定着回転体の箇所だけ他の箇所よりも温度が許容範囲を超えて高い状態となる。その結果、当該定着回転体の箇所に用紙上のトナーが付着してしまうトナーオフセットの問題が発生する。
【０００８】
隣り合う２つの励磁コイルのうちの一方のコイルの巻き数を調整したり、一方のコイルに入力する交流電流の大きさ（電流振幅）を調整したりすることで、両励磁コイルの境界部分に対向する定着回転体の発熱層部分の発熱量不足や発熱量過多を軽減することは可能である。しかしながら、このような調整方法では、当該一方のコイルに対向する定着回転体の発熱層部分の発熱量も一緒に変化してしまう。その結果、２つの励磁コイルがそれぞれ対向する定着回転体の発熱層部分間の発熱量にズレが生じてしまい、当該２つの励磁コイル及びその境界部分と対向する定着回転体部分の全域にわたって温度偏差を一定の許容範囲内とすることが難しい。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、隣り合う２つの励磁コイル及びその境界部分と対向する定着回転体部分の全域にわたって温度偏差を一定の許容範囲内とすることを容易に実現可能な定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、定着回転体の回転軸方向の異なる箇所の発熱層部分をそれぞれ誘導発熱させる交流磁界を発生させる複数の励磁コイルを並べて該定着回転体に対向配置し、各励磁コイルに交流電流を入力して該交流磁界を発生させ、発熱した発熱層の熱により未定着画像を記録材上に加熱定着させる定着装置において、上記複数の励磁コイルのうちの隣り合う２つの励磁コイルに対して互いに位相の異なる交流電流を入力する電流入力手段を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流に位相差が存在する。そのため、両励磁コイルの境界部分に対向する定着回転体の発熱層部分において両励磁コイルによる交流磁界が互いに強め合う関係であれば、両励磁コイルに入力される交流電流の位相が一致している場合よりも、当該発熱層部分の発熱量を抑えることができる。よって、当該発熱層の発熱量過多を抑制することができ、定着回転体の回転軸方向における温度偏差を許容範囲内に収めることが可能となる。
【００１２】
また、両励磁コイルの境界部分に対向する定着回転体の発熱層部分において両励磁コイルによる交流磁界が互いに弱め合う関係であれば、両励磁コイルに入力される交流電流の位相が一致している場合よりも、当該発熱層部分の発熱量を増やすことができる。よって、当該発熱層の発熱量不足を抑制することができ、定着回転体の回転軸方向における温度偏差を許容範囲内に収めることが可能となる。
【００１３】
しかも、隣り合う２つの励磁コイルに入力する交流電流間の位相差を変えても、両励磁コイルが対向している定着回転体の発熱層部分の発熱量は実質的に変化しない。したがって、両励磁コイルに入力する交流電流間の位相差を調整して、両励磁コイルの境界部分に対向する定着回転体の発熱層部分の発熱量を両励磁コイルに対向する発熱層部分の発熱量に近づければ、両励磁コイル及びその境界部分と対向する定着回転体部分の全域にわたって温度偏差が一定の許容範囲内となるように、簡単に調整することができる。本発明によれば、このような簡単な調整方法を採用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上より、本発明によれば、隣り合う２つの励磁コイル及びその境界部分と対向する定着回転体部分の全域にわたって温度偏差を一定の許容範囲内とすることを容易に実現できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１に係るプリンタの概略構成図である。
【図２】同プリンタに採用される定着装置を定着ローラ回転軸に直交する断面に沿って切断したときの断面図である。
【図３】同定着装置における定着ローラ及び誘導加熱装置の外観を示す斜視図である。
【図４】同誘導加熱装置における３つの励磁コイルと定着ローラとの配置関係を説明するための説明図である。
【図５】誘導加熱の原理を説明するためのモデル図である。
【図６】（ａ）は、コイル内を流れる電流の向きを示す模式図であり、（ｂ）は定着ローラの発熱層に現れる誘導電流の向きを示す模式図である。
【図７】（ａ）は、隣り合う２つのコイル内をそれぞれ流れる交流電流間の位相差が０°であるときの電流の向きを示す模式図であり、（ｂ）は定着ローラの発熱層に現れる誘導電流の向きを示す模式図である。
【図８】（ａ）は、隣り合う２つのコイル内をそれぞれ流れる交流電流間の位相差が１８０°であるときの電流の向きを示す模式図であり、（ｂ）は定着ローラの発熱層に現れる誘導電流の向きを示す模式図である。
【図９】同２つのコイルによる単位長さ当たりの個別の発熱量分布の一例を示すグラフである。
【図１０】同２つのコイルに流れる交流電流間の位相差を変更したときの両コイルによる発熱量分布の一例を示すグラフである。
【図１１】実施形態１における３つの励磁コイルによる単位長さ当たりの個別の発熱量分布の一例を示すグラフである。
【図１２】隣り合う２つの励磁コイル間における入力電流の位相差を変更したときのすべての励磁コイルによる発熱量分布の一例を示すグラフである。
【図１３】変形例１における励磁コイルと定着ローラとの配置関係を説明するための説明図である。
【図１４】変形例１におけるすべての励磁コイルに入力した入力電流について、隣り合う２つの励磁コイル間における入力電流の位相差を変更したときの発熱量分布の一例を示すグラフである。
【図１５】変形例１において、２つの励磁コイルを除いた他の励磁コイルに入力した入力電流について、隣り合う２つの励磁コイル間における入力電流の位相差を変更したときの発熱量分布の一例を示すグラフである。
【図１６】用紙搬送方向の先端側から順に、画像領域ａ、非画像領域ｂ、画像領域ｃが存在する画像形成パターンの画像を用紙上に形成する画像情報Ｐ１を説明するための説明図である。
【図１７】変形例１において、画像対応領域に対する第一の目標温度（目標定着温度）と非画像対応領域に対する第二の目標温度との関係を示す説明図である。
【図１８】用紙幅方向の一端側が画像領域ｄで、他端側が非画像領域ｅである画像形成パターンの画像を用紙上に形成する画像情報Ｐ２を説明するための説明図である。
【図１９】（ａ）は、実施形態２において、隣り合う２つのコイルを流れる電流が同一周波数で位相差が０°である場合に、両コイル内を流れる電流の向きを示す説明図であり、（ｂ）は、このときに定着ローラの発熱層に現れる誘導電流の様子を示す説明図であり、（ｃ）は、このときの両コイルの境界部分に対向する発熱層内に現れる各コイルの誘導電流の時間変化を示す説明図である。
【図２０】（ａ）は、実施形態２において、隣り合う２つのコイルを流れる電流が同一周波数で位相差が１８０°である場合に、両コイル内を流れる電流の向きを示す説明図であり、（ｂ）は、このときに定着ローラの発熱層に現れる誘導電流の様子を示す説明図であり、（ｃ）は、このときの両コイルの境界部分に対向する発熱層内に現れる各コイルの誘導電流の時間変化を示す説明図である。
【図２１】（ａ）は、実施形態２において、隣り合う２つのコイルを流れる電流の周波数が異なる場合に、あるタイミング（ｔ＝ｔ１）で両コイル内を流れる電流の向きを示す説明図であり、（ｂ）は、このときに定着ローラの発熱層に現れる誘導電流の様子を示す説明図であり、（ｃ）は、このときの両コイルの境界部分に対向する発熱層内に現れる各コイルの誘導電流の時間変化を示す説明図である。
【図２２】隣接する２つの励磁コイルに入力される交流電流間の周波数差を変更したときの両励磁コイルによる発熱量分布の一例を示すグラフである。
【図２３】実施形態２において、隣り合う２つの励磁コイル間における入力電流の周波数差が同じである場合（位相差Δφ＝０°，１８０°）と、周波数差Δｆが十分に大きい場合における全励磁コイルによる発熱量分布の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔実施形態１〕
以下、本発明を、画像形成装置であるレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。
図１は、本実施形態１に係るプリンタの概略構成図である。
本プリンタは、像担持体としての潜像担持体である感光体ドラム１を有している。感光体ドラム１は、図中矢印方向に回転駆動されながら、感光体ドラム１に接触する帯電手段としての帯電ローラ５０により、その表面を一様に帯電される。その後、潜像形成手段としての光書込ユニット５１により画像情報に基づき走査露光されて、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。なお、帯電手段及び潜像形成手段としては、帯電ローラ５０及び光書込ユニット５１とは異なるものを用いることもできる。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置２により現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ローラ５３を備えた転写手段としての転写ユニットにより、給紙カセット５４から給紙ローラ５５及びレジストローラ対５６を経て搬送される記録材としての用紙Ｐ上に転写される。以上の構成によって、本実施形態１におけるトナー像形成手段が実現されている。
【００１７】
転写終了後の用紙Ｐは、定着手段としての定着装置１０によりトナー像が定着され、機外に排出される。具体的には、定着後に定着装置１０から排出される用紙Ｐを収容する排紙トレイ６１上に排紙される。転写されずに感光体ドラム１上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングユニット５８により感光体ドラム１の表面から除去される。また、感光体ドラム１上の残留電荷は、除電手段としての除電ランプ５９で除去される。
【００１８】
次に、本発明の特徴部分である定着装置１０について詳しく説明する。
図２は、本実施形態１のプリンタに採用される定着装置１０を定着ローラ回転軸に直交する断面に沿って切断したときの断面図である。
本実施形態１の定着装置１０は、定着回転体としての定着ローラ２８と、この定着ローラ２８との間で定着ニップＳＮを形成するための加圧部材としての加圧ローラ３０と、誘導加熱装置３５とを備えている。また、定着装置１０には、定着ローラ２８の定着ニップＳＮを挟んで定着ローラ回転方向上流側と下流側に、それぞれ、定着ローラ２８の表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ３４，３６が設けられている。そのほか、定着装置１０には、誘導加熱装置３５に電力を供給する電源４０、サーミスタ３４，３６の検知結果（検知温度）に基づいて電源４０を制御する入力電流制御手段としての制御部４２なども備わっている。制御部４２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータなどで構成される。
【００１９】
本実施形態１において、定着ローラ２８は、外径が４０ｍｍであり、その厚み方向に導電性の発熱層２８ａ、弾性層２８ｂ、芯金層２８ｃを有する層構造を備えている。また、定着ローラ２８は、その表面層として、図示しない離型層を備えている。定着ローラ２８の回転軸方向長さは３１０ｍｍである。本実施形態１では、定着装置１０により定着処理可能な用紙（記録材）Ｐの最大サイズがＡ３サイズ（用紙幅方向長さが２９７ｍｍ）であるため、定着ローラ２８の回転軸方向長さはＡ３サイズよりも少し大きなサイズとしている。
【００２０】
定着ローラ２８の最外層に形成される離型層は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又は、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたものを用いることができる。離型層の層厚は、５μｍ以上５０μｍ以下の範囲、好ましくは、１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲である。このような離型層を設けることで、定着ローラ２８上のトナー離型性が担保されるとともに、定着ローラ２８の柔軟性が確保される。
【００２１】
本実施形態１における定着ローラ２８の発熱層２８ａは、電気抵抗が低い部材で構成されている。誘導加熱に適した金属としては、一般的には高抵抗のものが知られているが、電気的に良伝導の部材を薄層化することにより、発熱層２８ａの実質的な抵抗を任意に設定することができ、発熱量を向上させることができる。本実施形態１の発熱層２８ａには、１０μｍの厚さの銅層を使用している。発熱層２８ａは良伝導であれば良いので、銀、アルミニウム、マグネシウム等、もしくは磁性体であるニッケル等の他の金属層を用いても良い。
【００２２】
定着ローラ２８の弾性層２８ｂには、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等の弾性体を使用することができる。定着ローラ２８に弾性層２８ｂを設けることにより、定着ローラ２８のたわみを許容して定着ニップ幅を増やし、また加圧ローラ３０よりもローラ硬度を小さくして、排紙性、用紙分離性等を向上させることもできる。また、弾性層２８ｂをスポンジゴム等の断熱性の高い層で構成すれば、発熱層２８ａの熱が定着ローラ２８の芯金層２８ｃ側へ逃げることを抑制でき、定着ローラの表面側を効率よく加熱することができる。よって、定着ローラ２８の表面を定着に必要な温度まで迅速に昇温させることができるとともに、用紙Ｐに熱が奪われて熱の供給が追いつかないような事態を抑制できる。本実施形態１では、弾性層２８ｂとして、厚さ９ｍｍの発泡シリコーンゴムを使用している。
【００２３】
定着ローラ２８の芯金層２８ｃは、定着ニップを形成するために、定着ローラ２８にかけられる荷重に耐えうる剛性を持たせるために設けられる。したがって、鉄などの剛性の高い金属が好適に使用できる。また、セラミック等の非磁性かつ絶縁性の材料で芯金層２８ｃを構成すれば、誘導加熱に与える影響が少ない芯金層２８ｃを得ることができる。本実施形態１では、芯金層２８ｃとして、非磁性のステンレスであるＳＵＳ３０４を使用している。このような非磁性の芯金層２８ｃを用いることで、誘導加熱のエネルギーを発熱層２８ａに集中させ、効率のよい誘導加熱を実現できる。本実施形態１における芯金層２８ｃは、外径が２２ｍｍで、厚さが２．０ｍｍである。
【００２４】
図３は、定着ローラ２８及び誘導加熱装置３５の外観を示す斜視図である。
誘導加熱装置３５は、誘導加熱方式（ＩＨ方式）による非接触加熱方式で定着ローラ２８を加熱するものであり、定着ローラ２８の発熱層２８ａを誘導発熱させるための交流磁界を発生させる励磁コイル３を備えている。本実施形態１の励磁コイル３は、定着ローラ２８の回転軸方向に沿って並べられた３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃによって構成されている。
【００２５】
各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、表面が絶縁された外径０．１５ｍｍの銅製の線材を９０本束ねた線束（リッツ線）を渦巻き状に成形した扁平なコイルであり、そのコイル面（コイルの軸に直交する面）が定着ローラ２８の表面に対向するように、定着ローラ回転軸方向に沿って並べられる。各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、定着ローラ２８の表面との距離がコイル面全体で略等しくなるように、定着ローラ２８の表面湾曲に沿って湾曲するように成形されている。各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、それぞれ独立して自らに対向する箇所の発熱層２８ａの部分を誘導発熱させることが可能となっている。
【００２６】
本実施形態１では、Ｂ５サイズ以上Ａ３サイズ以下の用紙Ｐを定着処理する第１定着モードと、Ａ５サイズ以下の用紙Ｐを定着処理する第２定着モードとの２種類の定着モードで動作する。第１定着モードでは、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃをすべて用いて定着ローラ２８の全体を加熱させるが、第２定着モードでは、真ん中の第１励磁コイル３Ａのみを用い、両側の第２励磁コイル３Ｂ及び第３励磁コイル３Ｃを用いずに、定着ローラ２８の回転軸方向中央部分だけを部分的に加熱させる。
【００２７】
本実施形態１において、第１励磁コイル３Ａは、巻き線部内側の定着ローラ軸方向長さが１６０ｍｍで、Ａ５サイズの用紙幅である１４８ｍｍよりも少し長くしてある。第２励磁コイル３Ｂ及び第３励磁コイル３Ｃは、それぞれ、第１励磁コイル３Ａとの間隔を５ｍｍを開けて隣接配置してある。３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃのすべての差し渡し長さは３１０ｍｍであり、Ａ３サイズの用紙幅よりも長くしてある。
【００２８】
また、誘導加熱装置３５には、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃによって発生する磁界を外部に漏らさないために、フェライトコア５が設けられている。フェライトコア５は、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃの背後（定着ローラとは反対側）に配置され、定着ローラ２８の表面湾曲に合わせて湾曲したアーチ状の第１コア５ａと、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃのループ内部を介して定着ローラ２８の表面に直接対向するように配置される第２コア５ｂと、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃのコイル外部で定着ローラ２８の表面に直接対向するように配置される第３コア５ｃとを互いに連結させた構成となっている。なお、図３では、説明のため、第２コア５ｂの図示が省略してある。
【００２９】
第２コア５ｂ及び第３コア５ｃは、第１コア５ａよりも定着ローラ２８の表面に近い位置となるように配置されており、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃによって発生する磁束を定着ローラ２８の発熱層２８ａに集中させる構成となっている。フェライトコア５に代えて、コアの材質を強磁性体かつ電気抵抗率の高い他の材質（パーマロイ等）のものに変更してもよい。
【００３０】
また、加圧ローラ３０は、図示しない付勢手段により定着ローラ２８に圧接されている。 加圧ローラ３０は、外径が４０ｍｍで厚みが２ｍｍの鉄製の芯金３０ａの表面に、弾性層３０ｂを被覆した構成となっている。弾性層３０ｂは、シリコーンゴムで形成されており、その厚みは５ｍｍである。 弾性層３０ｂの表面には、離型性を高めるために、厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。
【００３１】
図４は、本実施形態１における３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃと定着ローラ２８との配置関係を説明するための説明図である。なお、図４では、説明のため、図示の３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対して実際には紙面奥側に配置される定着ローラ２８を図中下側に引き出して図示してある。
３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、定着ローラ２８の軸方向に沿って並んで、定着ローラ２８の面に対向するように配置されている。各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃのループ内部には、それぞれ、第２コア５ｂが配置されている。
【００３２】
また、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃには、それぞれ個別に交流電流を供給できるように構成された電源４０が接続されている。電源４０は、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対し、少なくとも、周波数をすべて同一に設定できること、個別に給電のオンオフができること、入力する交流電流間の位相差を変更できること、給電開始時に、設定された位相差を持つように交流電流を出力して各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃを励磁し、発熱層２８ａを誘導発熱させるのに十分な電力を供給できること、という条件を満足するものであれば、その具体的な構成については限定されない。ただし、温度分布制御の最適化という観点からは、励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃへ出力される電流波形として、理想的には正弦波、現実的には正弦波に近い（すなわち高調波成分の振幅が基本周波数成分と比較してできるだけ小さい）ことが望ましい。
【００３３】
次に、本実施形態１における誘導加熱について説明する。
図５は、誘導加熱の原理を説明するためのモデル図である。
図５では、定着ローラ２８の表面及び励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃのコイル面を平面であるものとし、また、フェライトコア５は省略して説明する。なお、実際の装置構成とは異なるが、原理を説明する上では十分である。
【００３４】
図５に示すモデルでは、ＸＹＺ直交座標系において、ｚ＜０の半無限体積領域に完全導体が存在し、ｚ＞０の半無限体積領域にＺ面（ｚ＝０の面）に平行なコイル面を有する励磁コイルが置かれている。ｚ＝０は完全導体と空間の境界面とする。励磁コイルに流れる電流分布がＺ面に対して水平な電流成分で十分近似可能であるので、励磁コイル中の電流密度分布ＪＬ（ｘ，ｙ，ｚ）のｚ成分は０とする。また、ここでは電流は直流とする。超伝導体で知られているように、完全導体内部には磁場が発生しないので、コイル面に水平な水平磁場は境界面（ｚ＝０）で不連続になり、その境界面における表面電流密度Ｋ０（ｘ，ｙ）は、下記の式（１）で表すことができる。
【数１】
2014167549.tif 000003
【００３５】
表面電流密度は、単位長さの幅を通過する電流値であり、磁場と同じ次元［Ａ／ｍ］を持つ。ここで、Ｈ０＝（Ｈ０ｘ， Ｈ０ｙ， Ｈ０ｚ）は磁場であり、下記の式（２）によりｚ＝０（ｚ→０）で算出される値である。積分範囲はｚ’＞０の半無限領域である。
【数２】
2014167549.tif 000004
【００３６】
次に、ｚ＜０の領域が有限の抵抗を有する導体である場合には、磁場が導体内部に侵入し、表皮深さδの領域において誘導電流が発生する。励磁コイルへの入力電流が正弦波の交流であるときは、表皮深さδは、導体の誘電率μ、体積伝導率σおよび周波数ｆの関数として、δ = sqrt（2／（μ×σ×ｆ）） で表される。「sqrt」は平方根を表す。導体内部に発生した誘導電流の電流密度~ＪＣ（ｘ，ｙ，ｚ；ｔ）を、Ｚ方向に−∞から０まで積分すると、有効表面電流は、下記の式（３）から得られる。
【数３】
2014167549.tif 000005
【００３７】
上記式（３）は、ちょうど上記式（１）にｅｘｐ（−ｉωｔ）を乗じた結果になる。Ｋ０（ｘ，ｙ）は、誘導電流~ＫＣ（ｘ，ｙ；ｔ）に対する振幅に相当するようなベクトルである。電流密度~ＪＣ（ｘ，ｙ，ｚ；ｔ） の誘導電流による単位面積あたりの発熱量は、下記式（４）の積分によって、算出される。
【数４】
2014167549.tif 000006
【００３８】
上記式（４）について積分を実行すると、下記の式（５）が得られる。なお、上付き添え字＊は複素共役を意味する。また、||Ｖ||はベクトルＶに関するノルムすなわちベクトルの長さを意味する。
【数５】
2014167549.tif 000007
【００３９】
誘導加熱方式の定着装置のモデルとして適用する場合、ｙ方向を定着ローラの周方向とすれば、上記式（５）をｙについて−∞＜ｙ＜＋∞の範囲で定積分を行うことで、下記の式（６）に示すように、定着ローラ回転軸方向（Ｘ軸方向）に関する単位長さ当たりの発熱量分布を得ることができる。
【数６】
2014167549.tif 000008
【００４０】
以上は、個々の励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃによる発熱量分布に適用される式の導出である。次に、２以上の励磁コイルによる発熱量分布を導出する。Ｚ面に導体が存在し、導体表面から距離ｚ’だけ離れた位置に、Ｎ個の励磁コイルが適当な間隔をおいて配置されているとする。第ｎの励磁コイルの電流密度分布をＪＬnとすると、第ｎの励磁コイルで発生する誘導電流は、上記式（２）を上記式（１）に代入することで、下記の式（７）のように示すことができる。
【数７】
2014167549.tif 000009
【００４１】
上記式（７）における積分内の分母を平面内座標（ｘ，ｙ）およびパラメータｄを有する下記の式（８）に示す関数により置換すれば、下記の式（９）が得られる。演算子「＊」は畳み込み積分を表す。
【数８】
2014167549.tif 000010
【数９】
2014167549.tif 000011
【００４２】
図６は、上記式（９）の意味を簡潔に表した模式図である。励磁コイルＬに流れる電流密度分布ＪＬと上記式（８）で示された関数との畳み込みにより、誘導電流ＫＣは逆向きに、像がぼやけるかのように分布する。励磁コイル間で位相をずらして給電する場合、第ｎの励磁コイルＬｎへの給電電流の位相をφｎとすれば、複数の励磁コイルによって発生する全誘導電流は、下記の式（１０）に示すものとなる。
【数１０】
2014167549.tif 000012
【００４３】
上記式（１０）からｅｘｐ（−ｉωｔ）を取り去った誘導電流は、下記の式（１１）に示す式を上記式（６）に代入することで、最終的に単位面積あたりの発熱量が算出される。
【数１１】
2014167549.tif 000013
【００４４】
図７及び図８は、Ｎ＝２の例として同一形状の左右対称な２個の励磁コイルＬ１，Ｌ２が存在する場合の、あるタイミングにおける励磁コイルに流す交流電流（交番電流）と誘導電流の向きの関係を簡潔に表した模式図である。図７は、両コイルＬ１，Ｌ２を流れる電流の位相差が０°である場合を示し、図８は、その位相差が１８０°である場合を示す。コイル間で位相差が０°であるとは、どのタイミングにおいても同一周波数の交流電流が互いに同じ回転方向に流れている状態のことを意味する。
【００４５】
図９は、各励磁コイルＬ１，Ｌ２による単位長さ当たりの個別の発熱量分布の一例を示すグラフである。
図１０は、位相差Δφ＝｜φ１−φ２｜を変更したときの両励磁コイルＬ１，Ｌ２による発熱量分布の一例を示すグラフである。
なお、図９及び図１０のグラフは、発熱量を１で規格化した相対値のグラフである。
ＱＬ１１及びＱＬ２２は、それぞれ、励磁コイルＬ１及び励磁コイルＬ２による単位長さ当たりの発熱量である。図１０に示すように、２つの励磁コイルの境界部分の発熱量ＱＡは、位相差が０°であるときに最小値をとり、位相差が１８０°であるときに最大値をとる。また、位相差が０°〜１８０°の中間値をとるときは、位相差が大きくなるほど当該境界部分の発熱量ＱＡが増大する変化を示す。このような結果が得られる理由を次に説明する。
【００４６】
２つの励磁コイルの境界部分におけるトータルの誘導電流~ＫＴ（ｘ０，ｙ０）の分布は、下記の式（１２）により示すことができる。そして、この式（１２）を上記式（７）に代入すると、下記の式（１３）が得られる。
【数１２】
2014167549.tif 000014
【数１３】
2014167549.tif 000015
【００４７】
上記式（１３）に示す式の右辺第１項ＱＡ１は、第１コイルＬ１による発熱量の寄与分を示し、右辺第２項ＱＡ２は、第２コイルＬ２による発熱量の寄与分を示し、これらは位相差Δφには依存しない。一方、上記式（１３）に示す式の右辺第３項ＱＡ１２は、下記の式（１４）に示すように、両コイルＬ１，Ｌ２が相互に影響して発生する発熱量であり、誘導電流間の干渉を意味する。
【数１４】
2014167549.tif 000016
【００４８】
第１コイルＬ１による誘導電流~Ｋ１と第２コイルＬ２による誘導電流~Ｋ２との間の位相差Δφが０であれば、図７（ｂ）に示すように、２つのコイルＬ１，Ｌ２の境界部分での誘導電流の向きは互いにほぼ逆向きになる。そのため、上記式（１３）の式の右辺第３項（干渉項）ＱＡ１２の内積 Ｋ１・Ｋ２は、両コイルＬ１，Ｌ２の形状の対称性を考慮すると、マイナスの値を示す。
【００４９】
位相差の絶対値｜Δφ｜ が９０°であるとき、ＱＡ１２＝０となり、これは各コイルＬ１，Ｌ２による誘導電流が互いに干渉しないことを意味し、それぞれのコイルＬ１，Ｌ２による発熱量ＱＡ１，ＱＡ２を加算した結果（ＱＡ＝ＱＡ１＋ＱＡ２）が２つのコイルＬ１，Ｌ２の境界部分の発熱量となる。つまり、図９に示した個別の発熱量分布ＱＬ１１および発熱量分布ＱＬ２２の重ね合わせに相当する。
【００５０】
位相差の絶対値｜Δφ｜ が０°であるとき、上述したとおり、ＱＡ１２＜０となるので、図７（ｂ）に示すように、２つのコイルＬ１，Ｌ２の境界部分における各コイルＬ１，Ｌ２による誘導電流の向きが逆向きであり、互いを弱め合う関係となる。そのため、各コイルＬ１，Ｌ２による誘導電流が互いに干渉しない位相差の絶対値｜Δφ｜ が９０°である場合よりも、２つのコイルＬ１，Ｌ２の境界部分における発熱量は減少する。
【００５１】
位相差の絶対値｜Δφ｜ が１８０°であるとき、ＱＡ１２＞０となるので、図８（ｂ）に示すように、２つのコイルＬ１，Ｌ２の境界部分における各コイルＬ１，Ｌ２による誘導電流の向きが同じ向きであり、互いを強め合う関係となる。そのため、各コイルＬ１，Ｌ２による誘導電流が互いに干渉しない位相差の絶対値｜Δφ｜ が９０°である場合よりも、２つのコイルＬ１，Ｌ２の境界部分における発熱量は増大する。
【００５２】
ここでは、２つのコイルＬ１，Ｌ２への入力電流が単一の周波数成分（基本周波数成分）のみであることを前提としているが、一般的には高調波成分が含まれており、ｎ次の高調波成分の位相差は基本周波数成分のｎ倍になる。そのため、基本周波数成分では位相差が９０°のときに干渉しなくなるが、このときの第２高調波同士は位相差が１８０°になり、互いに強め合う関係をもつ。そのため、位相差が９０°である場合でも、厳密には、２つのコイルＬ１，Ｌ２の境界部分に生じる誘導電流を増加させる。しかしながら、通常、２つのコイルＬ１，Ｌ２の境界部分に生じる誘導電流については、基本周波数成分が支配的であり、基本周波数成分に対する干渉の振る舞いを考慮するのみで十分である。
【００５３】
図１１は、本実施形態１における３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃによる単位長さ当たりの個別の発熱量分布の一例を示すグラフである。
図１２は、隣り合う２つの励磁コイル３Ａ，３Ｂまたは３Ａ，３Ｃ間における入力電流の位相差Δφを変更したときのすべての励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃによる発熱量分布の一例を示すグラフである。
なお、図１１及び図１２のグラフは、発熱量を１で規格化した相対値のグラフである。また、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに入力される交流電流は、同一振幅をもつものである。隣り合う２つの励磁コイルに流れる入力電流間に位相差Δφが与えられたとき、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに流れる入力電流のそれぞれの位相の設定は相対的であればよい。よって、ここでは、中央の第１励磁コイル３Ａの位相を基準としてφ３Ａ＝０°とし、第２励磁コイル３Ｂ及び第３励磁コイル３Ｃの位相は、それぞれφ３Ｂ＝Δφおよびφ３Ｃ＝Δφとすればよい。このとき、φ３Ｂ及びφ３Ｃの符合は互いに異なっていてもよい。
【００５４】
図示の例では、互いに隣り合う２つの励磁コイルに流れる入力電流間の位相差Δφが０°であるとき、図１２に示すように、両励磁コイルの境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量が著しく低下する。そのため、定着ローラ２８の回転軸方向（Ｘ軸方向）における温度分布は当該境界部分で発熱が途切れたような温度分布となってしまう。
【００５５】
この位相差Δφが９０°であると、上述したとおり、隣り合う２つの励磁コイル３Ａ，３Ｂによる誘導電流同士の干渉がなくなり、これらの励磁コイル３Ａ，３Ｂの境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量の低下が小さくなる。励磁コイル３Ａ，３Ｃの境界部分についても同様である。したがって、位相差Δφが９０°となるように、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに流す入力電流の位相を設定することで、定着ローラ２８の回転軸方向（Ｘ軸方向）における温度分布中に急激に温度が低下するような箇所のない、温度偏差が許容範囲内に収まった温度分布を得ることが可能である。その結果、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃをすべて用いて定着処理を行うＡ３サイズ等の用紙について、均一な定着処理を行うことが可能となる。
【００５６】
ここで、位相差Δφは、９０°が唯一最良の条件というわけではなく、本実施形態１では６０°以上１２０°以下の範囲内であるのが好ましい。この範囲内であれば、各励磁コイルに入力される入力電流の一般的な振幅範囲内で、境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量不足や発熱量過多を抑制して、定着ローラ２８の回転軸方向（Ｘ軸方向）における温度偏差を十分に許容範囲内に収めることができる。
【００５７】
また、本実施形態１において、制御部４２は、所定の位相変更条件に従って、励磁コイルに入力される交流電流の位相を変更する位相変更手段としての機能を有する。このように励磁コイルに入力される交流電流の位相を変更できることで、より適切でフレキシブルな定着温度制御が可能となる。
【００５８】
具体的には、例えば、隣り合う２つの励磁コイルの境界部分に対向する定着ローラ表面部分の温度を検知する温度センサを配置し、その温度センサの検知温度が目標温度に追従するように、両励磁コイルに入力する交流電流の位相差を変更するような制御を行ってもよい。この場合、例えば、各励磁コイルに対向する定着ローラ表面部分の温度と比較して、当該境界部分に対向する定着ローラ表面部分の温度が低い場合には位相差Δφを大きくし、逆に、当該境界部分に対向する定着ローラ表面部分の温度が高い場合には位相差Δφを小さくするように制御すればよい。
【００５９】
また、例えば、Ａ５サイズまでの用紙への画像形成動作を終えた後、続けてＡ３サイズの用紙への画像形成動作を行う場合のように、第１励磁コイル３Ａだけを用いる第２定着モードから全励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃを用いる第１定着モードへ切り替える場合を考える。この場合に、第２定着モードによる定着処理の終了後、直ちに、全励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対し、例えば最初に位相差Δφが１８０°となるように交流電流を入力して予備加熱を行う。そして、この予備加熱後、第１定着モードによる定着処理を開始する前（Ａ３サイズの用紙が定着ニップを通過する前）に、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに入力する交流電流を変更して位相差Δφが９０°となるようにしてから、用紙Ｐに定着処理を行うというような制御が可能となる。この場合、第１定着モードへによる定着処理の待ち時間を短縮することができる。
【００６０】
また、隣り合う２つの励磁コイルに入力する交流電流間の位相差Δφが０°以外でも設定可能なので、定着ローラ２８の回転軸方向における温度分布の最適化が容易になる。すなわち、従来は、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃの形状や巻き数等やフェライトコア５の形状や配置等を変えたり、励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃへ入力する交流電流の電流振幅値あるいは実効電流値を変えたりて、温度分布の最適化を行っていた。本実施形態１によれば、これらのパラメータに加えて、更に位相差Δφというパラメータが追加され、位相差Δφも変更して温度分布の最適化を行うことができる。よって、より柔軟に温度分布の最適化を行うことができ、より好適でより簡易に温度分布の最適化を図ることが可能になる。
【００６１】
以上のように、本実施形態１によれば、用紙幅が狭い用紙Ｐに対して定着処理を行う際には、一部の励磁コイル３Ａだけを用いて定着処理を行うことで、当該用紙Ｐの定着に寄与しない定着ローラ部分の不要な加熱を抑制し、無駄なエネルギー消費を抑制できる。しかも、全励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃを用いて用紙幅が広い用紙Ｐに対して定着処理を行う際には、隣接する２つの励磁コイルに入力される交流電流間の位相差Δφが適切に調整され、定着ローラ２８の回転軸方向全域にわたって温度偏差の少ない温度分布が得られる。よって、用紙Ｐをムラなく加熱でき、用紙Ｐに対して均一な定着処理を実現できる。
【００６２】
更に、本実施形態１によれば、隣り合う励磁コイルを互いに重複させるなどの特殊な配置を採用しなくても、定着ローラ回転軸方向について温度偏差の少ない温度分布が得られるので、励磁コイルと定着ローラ２８とのギャップをすべて同一にすることが可能となる。それにより、各励磁コイルの電磁気的特性が均等になることや、構造の簡素化など、多くのメリットがある。
【００６３】
〔変形例１〕
次に、上記実施形態１における定着装置１０の誘導加熱装置３５の一変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図１３は、本変形例１における励磁コイルと定着ローラ２８との配置関係を説明するための説明図である。なお、図１３では、説明のため、図示の励磁コイルに対して実際には紙面奥側に配置される定着ローラ２８を図中下側に引き出して図示してある。
【００６４】
本変形例１における誘導加熱装置３５は、定着ローラ２８の回転軸方向に同一形状の８個の励磁コイル３Ｄ〜３Ｋを並べて、定着ローラ２８の表面に対向配置されている。各励磁コイル３Ｄ〜３Ｋのループ内部には、それぞれ、第２コア５ｂが配置されている。また、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃには、上述した実施形態１の場合と同様、それぞれ個別に交流電流を供給できるように構成された電源４０が接続されている。
【００６５】
図１４は、本変形例１におけるすべての励磁コイル３Ｄ〜３Ｋに入力した入力電流について、隣り合う２つの励磁コイル間における入力電流の位相差Δφを変更したときの発熱量分布の一例を示すグラフである。
図１５は、２つの励磁コイル３Ｈ，３Ｉを除いた他の励磁コイルに入力した入力電流について、隣り合う２つの励磁コイル間における入力電流の位相差Δφを変更したときの発熱量分布の一例を示すグラフである。
なお、図１４及び図１５のグラフは、発熱量を１で規格化した相対値のグラフである。また、これらの図１４及び図１５に示したグラフは、各励磁コイル３Ｄ〜３Ｋの個別の発熱量分布と比較して、コアの配置により極小部分が持ち上がった分布特性を有している。
【００６６】
図１４及び図１５のいずれの例においても、互いに隣り合う２つの励磁コイルに流れる入力電流間の位相差Δφが０°であるとき、上述した実施形態１と同様、両励磁コイルの境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量が著しく低下する。そのため、定着ローラ２８の回転軸方向（Ｘ軸方向）における温度分布は当該境界部分で発熱が途切れたような温度分布となってしまう。
これに対し、位相差Δφが９０°であると、上述した実施形態１と同様、両励磁コイルの境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量の低下が小さくなり、定着ローラ２８の回転軸方向（Ｘ軸方向）における温度分布中に急激に温度が低下するような箇所のない、温度偏差が許容範囲内に収まった温度分布を得ることが可能である。その結果、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃをすべて用いて定着処理を行うＡ３サイズ等の用紙について、均一な定着処理を行うことが可能となる。
【００６７】
本変形例１によれば、上述した実施形態１よりも、通紙される用紙幅に対して定着処理に用いる励磁コイルを細かく選択することができるので、定着処理に寄与しない定着ローラ部分の不要な加熱を更に抑制でき、無駄なエネルギー消費をより抑制することが可能である。
【００６８】
〔変形例２〕
次に、上記実施形態１の制御部４２における励磁コイルの給電制御の一変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
本変形例２において、制御部４２は、各励磁コイルが発生させる交流磁界により誘導発熱する各発熱層２８ａ部分の発熱量がそれぞれ用紙上の画像位置に対応した発熱量となるように各励磁コイルに対して入力する交流電流を制御する入力電流制御手段としての機能を有する。本変形例２における誘導加熱装置３５は、上記変形例１のように励磁コイルの数が多いものを用いるのが好適である。
【００６９】
制御部４２は、定着処理を行う前に用紙へ形成する画像の画像情報を取得し、その画像情報に基づいて、用紙上のどこに画像が形成されるのかを示す画像位置の情報を事前に取得する。そして、なるべく画像が形成されていない箇所については不要に加熱しないように、誘導加熱装置３５の各励磁コイル３Ｄ〜３Ｋの給電制御を行う。なお、本変形例２においても、隣り合う励磁コイルに入力する交流電流間の位相差Δφが９０°となるようにしている。
【００７０】
図１６は、用紙搬送方向の先端側から順に、画像領域ａ、非画像領域ｂ、画像領域ｃが存在する画像形成パターンの画像を用紙上に形成する画像情報Ｐ１を説明するための説明図である。
このような画像形成パターンにおいては、画像領域ａ，ｃについては定着処理が必要であるが、非画像領域ｂについては未定着トナーが存在しないので定着処理の必要がない。このような画像形成パターンの画像情報が本プリンタに入力された場合、図示しない画像処理装置から当該画像情報に基づく画像位置情報が制御部４２に入力される。制御部４２は、この画像位置情報に基づいて、非画像領域ｂに対応する定着ローラ２８の非画像対応領域（詳しくは、非画像領域ｂが定着ニップに存在する期間に定着ニップを通過する定着ローラ２８の定着ローラ回転方向領域）の温度が、画像領域ａ，ｃに対応する定着ローラ２８の画像対応領域の温度よりも低くなるように、誘導加熱装置３５を制御する。
【００７１】
具体的には、図１６に示した画像情報の場合、まず、画像領域ａに対応する定着ローラの画像対応領域については、当該用紙の用紙幅全域を加熱するのに必要な分の励磁コイルのすべてに給電して目標の定着温度まで昇温する。このとき、図１４に示した位相差９０°の発熱量分布が得られ、その用紙幅方向にわたって温度偏差の少ない定着処理がなされる。その後、非画像領域ｂに対応する定着ローラの非画像対応領域について、当該必要な分の励磁コイルのすべてに給電する供給電力を減らす。これにより、定着処理が不要な箇所に対する無駄なエネルギー消費を抑制することができる。そして、画像領域ｃに対応する定着ローラの画像対応領域については、再び、当該必要な分の励磁コイルのすべてに、目標の定着温度まで昇温するために必要な供給電力を供給する。このときも、図１４に示した位相差９０°の発熱量分布が得られ、その用紙幅方向にわたって温度偏差の少ない定着処理がなされる。
【００７２】
また、図１６に示した画像形成パターンを９０°回転させたような画像パターンである場合には、例えば、用紙が定着ニップを通過する期間、非画像領域ｂに対応する定着ローラ２８の非画像対応領域（詳しくは、非画像領域ｂが定着ニップに存在する期間に定着ニップを通過する定着ローラ２８の定着ローラ回転軸方向領域）の温度が、画像領域ａ，ｃに対応する定着ローラ２８の画像対応領域の温度よりも低くなるように、非画像対応領域に対向する励磁コイルについては給電を行わないようにする。これにより、定着処理が不要な箇所に対する無駄なエネルギー消費を抑制することができる。しかも、図１５に示した位相差９０°の発熱量分布が得られるので、画像領域ａ，ｃ内では用紙幅方向にわたって温度偏差の少ない定着処理がなされる。
【００７３】
非画像対応領域に対向する励磁コイルに対する給電制御は、電力供給を完全に停止してもよいが、極端に温度が下がり過ぎると、次の画像領域での定着温度への立ち上がりが間に合わないことがある。このため、図１７に示すように、非画像対応領域に対向する励磁コイルに対し、その非画像対応領域が、第一の目標温度（目標定着温度）よりも低いが室温よりは所定温度以上高い第二の目標温度となるような供給電力を供給し、定着ローラの温度が下がりすぎないように制御することが好ましい。
【００７４】
また、各励磁コイルに対する給電制御では、電力供給の開始や停止の制御だけでなく、励磁コイルに交流電流を流した状態で励磁コイルの位相を変更するような制御を行ってもよい。この場合、制御部４２は、所定の位相変更条件に従って、励磁コイルに入力される交流電流の位相を変更する位相変更手段としての機能を有し、より適切でフレキシブルな定着温度制御が可能となる。具体例を挙げると、例えば、１つの励磁コイルに対する供給電力を落とし、かつ、当該１つの励磁コイルの両隣りの励磁コイルに対しては目標定着温度に対応する電力の供給を行っている状態から、両隣りの励磁コイルに対向する発熱層部分の発熱量を維持しつつ、当該１つの励磁コイルに対向する発熱層部分の発熱量を定着に必要な発熱量まで上昇させるケースを考える。このケースでは、当該両隣りの励磁コイルの供給電力を維持しつつ、当該１つの励磁コイルに対する供給電力を目標定着温度に対応する供給電力に切り替えるような制御でもよいが、当該両隣りの励磁コイルに入力する交流電流間の位相差が１８０°になるように、当該両隣りの励磁コイルの少なくとも一方の位相を変更する。この場合、当該１つの励磁コイルに対向する発熱層部分では、当該両隣りの励磁コイルによる誘導電流同士の干渉により、図１４や図１５に示したように発熱量が増大する。このとき、当該両隣りの励磁コイルは当該１つの励磁コイルの分だけ離間しているので、当該１つの励磁コイルに対向する発熱層部分については発熱量過多にならず、温度偏差の少ない発熱量分布が得られる。
【００７５】
図１８は、用紙幅方向の一端側が画像領域ｄで、他端側が非画像領域ｅである画像形成パターンの画像を用紙上に形成する画像情報Ｐ２を説明するための説明図である。
このような画像形成パターンにおいても、制御部４２は、その画像位置情報に基づいて、非画像領域ｅに対応する定着ローラ２８の非画像対応領域（詳しくは、非画像領域ｅが定着ニップに存在する期間に定着ニップを通過する定着ローラ２８の定着ローラ回転軸方向領域）の温度が、画像領域ｄに対応する定着ローラ２８の画像対応領域の温度よりも低くなるように、非画像対応領域に対向する励磁コイル３Ｈ〜３Ｋについては給電を行わないようにする。これにより、定着処理が不要な箇所に対する無駄なエネルギー消費を抑制することができる。しかも、画像対応領域に対向する励磁コイル３Ｄ〜３Ｇについては位相差９０°の発熱量分布が得られるので、画像領域ｄ内では用紙幅方向にわたって温度偏差の少ない定着処理がなされる。
【００７６】
本変形例２によれば、用紙上における定着処理が不要な箇所についての加熱を抑制できるので、省エネルギー化が可能となる。
【００７７】
〔実施形態２〕
次に、本発明を、上記実施形態１と同様、プリンタに適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
上述した実施形態１は、隣り合う励磁コイルに入力する交流電流間の位相差Δφを調整することで、定着ローラ回転軸方向における温度偏差の小さい温度分布を得るものであったが、本実施形態２では、隣り合う励磁コイルに入力する交流電流間の周波数差を調整することで、定着ローラ回転軸方向における温度偏差の小さい温度分布を得るものである。なお、本実施形態２におけるプリンタの基本構成は上記実施形態１の場合と同様であるので、以下の説明では、本実施形態２の特徴部分についてのみ説明する。
【００７８】
本実施形態２においても、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃには、それぞれ個別に交流電流を供給できるように構成された電源４０が接続されている。電源４０は、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対し、少なくとも、個別に周波数を設定することができること、個別に給電のオンオフができること、給電開始時に、設定された周波数を持つように交流電流を出力して各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃを励磁し、発熱層２８ａを誘導発熱させるのに十分な電力を供給できること、という条件を満足するものであれば、その具体的な構成については限定されない。
【００７９】
ここで、本実施形態２における誘導加熱と入力電流の周波数との関係について説明する。なお、誘導加熱の基本原理については、上述した実施形態１で説明したものと同様である。
図１９乃至図２１は、Ｎ＝２の例として同一形状の左右対称な２個の励磁コイルＬ１，Ｌ２が存在する場合の、あるタイミング（ｔ＝ｔ１）における励磁コイルに流す交流電流（交番電流）と誘導電流の向きの関係を簡潔に表した模式図である。図１９乃至図２１の（ａ）図は、両コイルＬ１，Ｌ２内を流れる電流の向きを示す説明図である。図１９乃至図２１の（ｂ）図は、定着ローラ２８の発熱層２８ａに現れる誘導電流の様子を示す説明図である。図１９乃至図２１の（ｃ）図は、両コイルＬ１，Ｌ２の境界部分に対向する発熱層内に現れる各コイルＬ１，Ｌ２の誘導電流の時間変化を示す説明図である。
【００８０】
図１９は、両コイルＬ１，Ｌ２を流れる電流が同一周波数で位相差が０°である場合を示し、図２０は、両コイルＬ１，Ｌ２を流れる電流が同一周波数で位相差が１８０°である場合を示す。また、図２１は、両コイルＬ１，Ｌ２を流れる電流の周波数が異なる場合、具体的には、周波数比が１：２である場合を示す。
【００８１】
両コイルの境界部分（ｘ０，ｙ１）におけるトータルの誘導電流の分布は、下記の式（１５）に示すとおりである。この式（１５）を上記式（５）に代入すると、下記の式（１６）が得られる。δ１およびδ２はそれぞれ周波数がｆ１＝ω１/２π、およびｆ２＝ω２/２πのときの表皮深さである。
【数１５】
2014167549.tif 000017
【数１６】
2014167549.tif 000018
【００８２】
上記式（１６）に示す式の右辺第１項ＱＡ１は、第１コイルＬ１による発熱量の寄与分を示し、右辺第２項ＱＡ２は、第２コイルＬ２による発熱量の寄与分を示し、これらは位相差Δφや周波数差Δｆ（Δｆ＝Δω／２π）には依存しない。一方、上記式（１６）に示す式の右辺第３項（干渉項）ＱＡ１２は、下記の式（１７）に示すように、両コイルＬ１，Ｌ２が相互に影響して発生する発熱量であり、誘導電流間の干渉を意味する。
【数１７】
2014167549.tif 000019
【００８３】
両コイルＬ１，Ｌ２を流れる交流電流の周波数が等しいとき（Δｆ＝Δω＝０）、上記式（１７）に示した干渉項ＱＡ１２は、下記の式（１８）に示すとおりとなる。
【数１８】
2014167549.tif 000020
【００８４】
隣接する２つの励磁コイルＬ１，Ｌ２に入力される交流電流間に周波数差Δｆが存在する場合について説明する。
図２２は、隣接する２つの励磁コイルに入力される交流電流間の周波数差Δｆを変更したときの両励磁コイルＬ１，Ｌ２による発熱量分布の一例を示すグラフである。
なお、隣接する２つの励磁コイルＬ１，Ｌ２による単位長さ当たりの個別の発熱量分布は、図９に示したとおりである。また、図２２のグラフは、発熱量を１で規格化した相対値のグラフである。
【００８５】
図２２に示す符号ａのグラフは、周波数差Δｆが十分大きいケースであり、符号ｂのグラフは、周波数差Δｆが無く位相差が０°であるケースであり、符号ｃのグラフは、周波数差Δｆが無く位相差が１８０°であるケースである。符号ｂのグラフは、図１０に示した位相差が０°であるケースと同様の結果となっており、符号ｂのグラフは、図１０に示した位相差が１８０°であるケースと同様の結果となっている。
【００８６】
周波数差が無く位相差が０°であるケース１の場合（Δｆ＝０［Ｈｚ］、Δφ＝０°）、上記式（１８）に示した干渉項ＱＡ１２において、ｃｏｓ（０°）＝１となり、干渉項ＱＡ１２の内積 Ｋ１×Ｋ２は、プラスの値をとるが、両コイルＬ１，Ｌ２の形状の対称性を考慮すると、図１９（ｂ）に示すように、両コイルの境界部分に対応する誘導電流の向きは互いに逆向きとなり、弱め合う関係となる。すなわち、干渉項ＱＡ１２はマイナスの値を示し、干渉なしの場合よりも発熱量が減少する。
【００８７】
また、周波数差が無く位相差が１８０°であるケース２の場合（Δｆ＝０［Ｈｚ］、Δφ＝１８０°）、上記式（１８）に示した干渉項ＱＡ１２において、ｃｏｓ（１８０°）＝−１となり、干渉項ＱＡ１２の内積 Ｋ１×Ｋ２は、マイナスの値をとるが、両コイルＬ１，Ｌ２の形状の対称性を考慮すると、図２０（ｂ）に示すように、両コイルの境界部分に対応する誘導電流の向きは互いに同じ向きとなり、強め合う関係となる。すなわち、干渉項ＱＡ１２はプラスの値を示し、干渉なしの場合よりも発熱量が増大する。
【００８８】
一方、周波数差Δｆは存在するものの、その周波数差Δｆが小さいケース３の場合、両コイルの境界部分に対応する発熱層部分で発生する発熱量において、周波数差Δｆに起因した振幅変動、いわゆるビート（うなり）を含んだ発熱量の時間変化が生じる。この場合、位相差Δφが時間的に変化するように振舞い、上記ケース１の発熱量分布と上記ケース２の発熱量分布とが周期的に繰り返されるような発熱量の時間変化を生む。すなわち、図２２に示したグラフｂの状態とグラフｃの状態とが連続的かつ周期的に繰り返されるような発熱量分布の時間変化が生じる。両コイルの境界部分に対応する発熱層部分で発生する発熱量の変動周期が、伝熱特性に関する時定数よりも十分に長い場合、定着ローラの温度変動として発現する。
【００８９】
他方、十分に大きな周波数差Δｆが存在するケース４の場合、上記式（１８）に示した干渉項ＱＡ１２を、振幅が変動する１周期分で時間積分することで得られるエネルギー量は、周波数差Δｆに関わらず常に０を示すことになる。すなわち、周波数差Δｆが十分に大きければ、より詳しくは、両コイルの境界部分に対応する発熱層部分で発生する発熱量の変動周期が伝熱特性に関する時定数よりも十分に短ければ、上記式（１８）に示した干渉項ＱＡ１２は実効的に０とみなせる。したがって、この場合の両コイルの境界部分に対応する発熱層部分で発生する発熱量ＱＡは、それぞれのコイルＬ１，Ｌ２による発熱量ＱＡ１，ＱＡ２を加算した結果（ＱＡ＝ＱＡ１＋ＱＡ２）に相当する。つまり、図９に示した個別の発熱量分布ＱＬ１１および発熱量分布ＱＬ２２の重ね合わせに相当する。これは、上述した実施形態１における位相差Δφが９０°であるケース（周波数差が無いケース）に相当するものである。
【００９０】
このように、本実施形態２においては、隣り合う励磁コイルに入力される交流電流間の周波数差Δｆを十分に大きくすることで、上記実施形態１における位相差Δφ＝９０°のケースと同様、両励磁コイルの境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量の低下が小さくなり、定着ローラ２８の回転軸方向（Ｘ軸方向）における温度分布中に急激に温度が低下するような箇所のない、温度偏差が許容範囲内に収まった温度分布を得ることが可能である。その結果、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃをすべて用いて定着処理を行うＡ３サイズ等の用紙について、均一な定着処理を行うことが可能となる。
【００９１】
上述したように、周波数差Δｆが０に近いときには、誘導電流の干渉によるビートが発生して、両励磁コイルの境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量に、有意な時間変動がみられる。この場合、定着ローラ２８の回転方向における温度偏差が生じ、用紙搬送方向にわたって用紙に対する均一な定着処理が難しい。一方で、干渉は導体に発生する誘導電流だけでなく、励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃ間の磁気結合による干渉もある。特に、電源４０が共振型インバーターである場合、その共振周波数と周波数差Δｆとが近い場合には、共振回路間での共鳴により各励磁コイルに入力される電流波形が不安定になるなどの不具合が生じるおそれがある。共振回路間での共鳴は、周波数差Δｆが大きいほど発生しにくくなるので、熱拡散による温度分布変化や磁気結合などの観点からも、周波数差Δｆは十分高くなるように設定するのが好ましい。
【００９２】
ここで、隣り合う２つの励磁コイルＬ１，Ｌ２へ入力する交流電流の周波数をそれぞれｆ１及びｆ２としたとき、本実施形態２では、これらの周波数比をｆ１：ｆ２＝１：２に設定する。具体的には、ｆ１＝２０ｋＨｚ、ｆ２＝４０ｋＨｚとする。この場合、周波数差Δｆ＝２０ｋＨｚとなり、十分な周波数差が得られ、またｆ１またはｆ２のオーダーに近い。しかも、このように周波数差Δｆが２０ｋＨｚ以上であれば、人間の可聴域を超えているので、騒音発生のような問題を回避することもできる。なお、そのような問題がない場合には、２０ｋＨｚよりも低い周波数差Δｆを設定してもよい。
【００９３】
周波数差Δｆは、両者の周波数比が例えばｆ１：ｆ２＝２：３＝２／３というような有理数（整数による分数で表せる比率）となるように設定するのが好ましい。例えば、一方の励磁コイルＬ１の入力電流の周波数ｆ１を２０ｋＨｚとし、他方の励磁コイルＬ２の入力電流の周波数ｆ１を３０ｋＨｚとし、その周波数差Δｆを１０ｋＨｚとする。電源４０としては、クロック信号と同期して交流電流波形を発生するような既存の技術によるインバーター装置を用いることができる。周波数比を規約化された整数比ｆ１：ｆ２＝Ｎ１：Ｎ２で表した場合、クロック信号の周波数を最小公倍数に相当するｆ０＝Ｎ２×ｆ１＝Ｎ１×ｆ２とし、一方の励磁Ｌ１へはクロック周波数ｆ０をＮ２で分周して周波数ｆ１を生成し、他方の励磁Ｌ２へはクロック周波数ｆ０をＮ１で分周して周波数ｆ２を生成することで、それぞれ周波数ｆ１およびｆ２の制御パルス信号を容易に得ることができる。そして、それぞれの制御パルス信号の周波数で電源４０を制御することで、所望の周波数ｆ１，ｆ２を有する交流電流波形が得られる。例えば、周波数比が２：５で、クロック周波数をｆ０＝１００ｋＨｚとするとき、５分周および２分周すれば、それぞれ、周波数ｆ１＝２０ｋＨｚおよびｆ２＝５０ｋＨｚが得られる。
【００９４】
このとき、Ｎ１とＮ２の組み合わせは無限に存在するが、クロック周波数は、上記の規約化された整数のＮ１とＮ２との最大公倍数に比例するので、許容されるクロック周波数ｆ０の上限を考慮し、さらに許容される周波数差Δｆの最小値を考慮すると、Ｎ１とＮ２は、一定の範囲内に限られ、その中から決定することになる。
【００９５】
図２３は、隣り合う２つの励磁コイル３Ａ，３Ｂまたは３Ａ，３Ｃ間における入力電流の周波数差Δｆが同じである場合（位相差Δφ＝０°，１８０°）と、周波数差Δｆが十分に大きい場合における全励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃによる発熱量分布の一例を示すグラフである。
なお、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃによる単位長さ当たりの個別の発熱量分布は、図１１に示したものと同じである。また、図２３のグラフは、発熱量を１で規格化した相対値のグラフである。また、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに入力される交流電流は、同一振幅をもつものである。
【００９６】
図示の例では、図２２と同様、互いに隣り合う２つの励磁コイルに流れる入力電流間の周波数差Δｆが０であって位相差Δφが０°であるとき、図２３中の符号ｂに示すように、両励磁コイルの境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量が著しく低下する。そのため、定着ローラ２８の回転軸方向（Ｘ軸方向）における温度分布は当該境界部分で発熱が途切れたような温度分布となってしまう。また、位相差Δφが１８０°であるとき、図２３中の符号ｃに示すように、発熱層２８ａ部分の発熱量が著しく増大する。
【００９７】
一方、この周波数差Δｆが存在し、これが十分に大きい場合、上述したとおり、隣り合う２つの励磁コイル３Ａ，３Ｂによる誘導電流同士の干渉がなくなり、図２３中の符号ａに示すように、これらの励磁コイル３Ａ，３Ｂの境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量の低下が小さくなる。励磁コイル３Ａ，３Ｃの境界部分についても同様である。したがって、周波数差Δｆが十分に大きくなるように、各励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃに流す入力電流の周波数を設定することで、定着ローラ２８の回転軸方向（Ｘ軸方向）における温度分布中に急激に温度が低下するような箇所のない、温度偏差が許容範囲内に収まった温度分布を得ることが可能である。その結果、３つの励磁コイル３Ａ，３Ｂ，３Ｃをすべて用いて定着処理を行うＡ３サイズ等の用紙について、均一な定着処理を行うことが可能となる。
【００９８】
また、上記実施形態２において、上記実施形態１における変形例１の構成を適用してもよい。すなわち、定着ローラ２８の回転軸方向に並べる励磁コイルを増やして、通紙される用紙幅に対して定着処理に用いる励磁コイルを細かく選択することができるようにし、定着処理に寄与しない定着ローラ部分の不要な加熱を更に抑制でき、無駄なエネルギー消費をより抑制するようにしてもよい。
【００９９】
また、上記実施形態２において、上記実施形態１における変形例２の構成を適用してもよい。すなわち、各励磁コイルが発生させる交流磁界により誘導発熱する各発熱層２８ａ部分の発熱量がそれぞれ用紙上の画像位置に対応した発熱量となるように各励磁コイルに対して入力する交流電流を制御するようにしてもよい。これによれば、用紙上における定着処理が不要な箇所についての加熱を抑制できるので、省エネルギー化が可能となる。
【０１００】
上述した実施形態１や実施形態２は、複数の励磁コイルによる誘導加熱での発熱量分布を好適に制御するものであるので、定着回転体、加圧部材、誘導加熱装置３５の構成は他の構成でもかまわない。例えば、可撓性を有する無端状で回転自在な定着回転体と、定着回転体内部のニップ形成部材と定着回転体とを介して対向する加圧部材で形成された定着ニップにより加圧、加熱される定着装置であり、定着回転体に発熱層であるものが具備され、誘導加熱する定着装置であっても良いし、複数のローラによって張架された定着ベルトと加圧部材とを有し、定着ベルトと加圧部材とで形成された定着ニップにより加圧、加熱される定着装置であり、定着ベルトを誘導加熱する定着装置であっても良い。
【０１０１】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
定着ローラ２８等の定着回転体の回転軸方向の異なる箇所の発熱層２８ａ部分をそれぞれ誘導発熱させる交流磁界を発生させる複数の励磁コイル３Ａ〜３Ｃ，３Ｄ〜３Ｋを並べて該定着回転体に対向配置し、各励磁コイルに交流電流を入力して該交流磁界を発生させ、発熱した発熱層２８ａの熱により未定着画像を用紙Ｐ等の記録材上に加熱定着させる定着装置１０において、上記複数の励磁コイルのうちの隣り合う２つの励磁コイルに対して互いに位相の異なる交流電流を入力する電源４０等の電流入力手段を有することを特徴とする。
これによれば、隣り合う２つの励磁コイルの境界部分に対応する発熱層部分の発熱量不足や発熱量過多を抑制して、定着回転体の回転軸方向における温度偏差を許容範囲内に収めることができ、均一の定着処理を実現することが可能となる。
【０１０２】
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、上記隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流の位相差Δφは、６０°以上であることを特徴とする。
これによれば、各励磁コイルに入力される入力電流の一般的な振幅範囲内で、境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量不足や発熱量過多を十分に抑制できる。
【０１０３】
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、上記隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流の位相差Δφは、１２０°以下であることを特徴とする。
これによれば、各励磁コイルに入力される入力電流の一般的な振幅範囲内で、境界部分に対応する発熱層２８ａ部分の発熱量不足や発熱量過多を十分に抑制できる。
【０１０４】
（態様Ｄ）
上記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、所定の位相変更条件に従って、上記励磁コイルに入力される交流電流の位相を変更する制御部４２等の位相変更手段を有することを特徴とする。
これによれば、より適切でフレキシブルな定着温度制御が可能となる。
【０１０５】
（態様Ｅ）
定着ローラ２８等の定着回転体の回転軸方向の異なる箇所の発熱層２８ａ部分をそれぞれ誘導発熱させる交流磁界を発生させる複数の励磁コイル３Ａ〜３Ｃ，３Ｄ〜３Ｋを並べて該定着回転体に対向配置し、各励磁コイルに交流電流を入力して該交流磁界を発生させ、発熱した発熱層２８ａの熱により未定着画像を用紙Ｐ等の記録材上に加熱定着させる定着装置１０において、上記複数の励磁コイルのうちの隣り合う２つの励磁コイルに対して互いに周波数の異なる交流電流を入力する電源４０等の電流入力手段を有することを特徴とする。
これによれば、隣り合う２つの励磁コイルの境界部分に対応する発熱層部分の発熱量不足や発熱量過多を抑制して、定着回転体の回転軸方向における温度偏差を許容範囲内に収めることができ、均一の定着処理を実現することが可能となる。
【０１０６】
（態様Ｆ）
上記態様Ｅにおいて、上記隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流の周波数差Δｆは、２０［ｋＨｚ］以上であることを特徴とする。
これによれば、周波数差Δｆが人間の可聴域を超えているので、騒音発生のような問題を回避することもできる。
【０１０７】
（態様Ｇ）
上記態様Ｅ又はＦにおいて、上記隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流の周波数比は整数比であることを特徴とする。
これによれば、隣り合う２つの励磁コイルに入力される交流電流を出力する電源として、クロック信号と同期して交流電流波形を発生するようなインバーター装置等を利用する場合に、共通のクロック信号を用いることができ、電源構成の簡素化を図ることができる。
【０１０８】
（態様Ｈ）
用紙Ｐ等の記録材上に形成した未定着画像を該記録材上に加熱定着させる定着手段を備えた画像形成装置において、上記定着手段として、上記態様Ａ〜Ｇのいずれかの態様に係る定着装置１０を用いたことを特徴とする。
これによれば、定着処理に寄与しない定着回転体部分の不要な加熱を抑制して無駄なエネルギー消費を抑制可能になるとともに、定着回転体の回転軸方向における温度偏差を許容範囲内に収めることができ、均一の定着処理を実現できる。
【０１０９】
（態様Ｉ）
上記態様Ｈにおいて、上記未定着画像を形成する記録材の幅方向サイズの情報を取得する記録材サイズ情報取得手段と、各励磁コイルが発生させる交流磁界により誘導発熱する各発熱層部分の発熱量が記録材の幅方向サイズに対応した発熱量となるように、上記記録材サイズ情報取得手段が取得した情報に応じて各励磁コイルに対して入力する交流電流を制御する制御部４２等の入力電流制御手段とを有することを特徴とする。
これによれば、用紙が通紙されない箇所の定着回転体部分について不要な加熱を抑制でき、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
【０１１０】
（態様Ｊ）
上記態様Ｈ又はＩにおいて、上記未定着画像が形成される記録材上の画像位置の情報を取得する画像位置情報取得手段と、各励磁コイルが発生させる交流磁界により誘導発熱する各発熱層部分の発熱量が記録材上の画像位置に対応した発熱量となるように、上記画像位置情報取得手段が取得した情報に応じて各励磁コイルに対して入力する交流電流を制御する制御部４２等の入力電流制御手段とを有することを特徴とする。
これによれば、画像が付着していない箇所の定着回転体部分について不要な加熱を抑制でき、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１  感光体ドラム
２  現像装置
３Ａ〜３Ｋ  励磁コイル
５  フェライトコア
５ａ  第１コア
５ｂ  第２コア
５ｃ  第３コア
１０  定着装置
２８  定着ローラ
２８ａ  発熱層
２８ｂ  弾性層
２８ｃ  芯金層
３０  加圧ローラ
３０ａ  芯金
３０ｂ  弾性層
３５  誘導加熱装置
４０  電源
４２  制御部
５０  帯電ローラ
５１  光書込ユニット
５３  転写ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１２】
【特許文献１】特開２００１−２３５９６２号公報
【図１】
2014167549.tif 000021
【図２】
2014167549.tif 000022
【図３】
2014167549.tif 000023
【図４】
2014167549.tif 000024
【図５】
2014167549.tif 000025
【図６】
2014167549.tif 000026
【図７】
2014167549.tif 000027
【図８】
2014167549.tif 000028
【図９】
2014167549.tif 000029
【図１０】
2014167549.tif 000030
【図１１】
2014167549.tif 000031
【図１２】
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【図１３】
2014167549.tif 000033
【図１４】
2014167549.tif 000034
【図１５】
2014167549.tif 000035
【図１６】
2014167549.tif 000036
【図１７】
2014167549.tif 000037
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2014167549.tif 000042
【図２３】
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