(57)【要約】  【課題】ウォーミングアップ時間が短く、押圧部材を使用せずに必要なニップ圧を確保できる誘導加熱方式の定着装置を提供すること。  【解決手段】非磁性の定着ベルト３１と強磁性体からなる加圧ベルト３４をその周面の一部が接するように対向配置すると共に定着ベルト３１の周回経路の内側に励磁コイル３７１を有する磁束発生部３７を配置した定着装置において、励磁コイル３７１に交流と直流を重畳した電圧を印加する。励磁コイル３７１から発せられる磁束により、定着ベルト３１内の発熱層が発熱する。印加電圧の直流成分により加圧ベルト３４の定着ベルト３１に対向する部分３４１に引力Ａが発生すると共に、交流成分により定着ベルト３１の磁束発生部３７に対向する部分３１１に磁束発生部３７に対する斥力Ｂが発生する。この引力Ａと斥力Ｂにより定着ベルト３１と加圧ベルト３４間に定着ニップ３８が形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転体の周面に第２の回転体の周面を押圧して定着ニップを形成すると共に、第１の回転体を励磁コイルで発生する磁束により誘導加熱して、未定着画像の形成されたシートを前記定着ニップに通紙し、当該未定着画像を熱定着する定着装置であって、
前記第２の回転体は、２以上のローラにより張架された、強磁性体層を含む無端状のベルトからなると共に、
前記第２の回転体を構成するベルトのうち前記定着ニップに位置する部分に磁力を作用させて前記定着ニップ方向に引力を発生させ、ニップ圧を確保する磁石手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記磁石手段は、磁石用コイルとこれに直流電圧を印加する直流電圧印加手段とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１の回転体は、別の２以上のローラに張架された、強磁性体を含まない無端状のベルトで形成されてなることを特徴とする、請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１の回転体は、中空のローラであって、前記磁石用コイルは、当該ローラの中空部の前記定着ニップと対向する位置に配置されている
ことを特徴とする、請求項２または３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記励磁コイルと前記磁石用コイルが、同じ位置に重ねて巻回されてなることを特徴とする、請求項２から４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記励磁コイルはリッツ線を巻回してなり、前記磁石用コイルは単線を巻回してなることを特徴とする、請求項２から５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記励磁コイルに印加する交流電圧に、前記直流電圧印加手段から出力される直流電圧を重畳させて印加することにより、前記励磁コイルが磁石用コイルと兼用して用いられることを特徴とする、請求項２から４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
定着ニップに通紙するシートの厚みに関する情報を取得するシート厚み取得手段を備え、
前記直流電圧印加手段は、前記取得されたシートの厚みに応じて異なる値の直流電圧を印加する
ことを特徴とする、請求項２から７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
シートが定着ニップの位置を通過するタイミングを取得する、通紙タイミング取得手段を備え、
前記電圧印加手段は、シートが当該定着ニップを通過するときに前記磁石用コイルに直流電圧を印加する
ことを特徴とする、請求項２から８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
定着対像となるシート上に形成されているトナー像が、定着ニップの位置を通過するタイミングを取得する通紙タイミング取得手段を備え、
前記電圧印加手段は、シート上のトナー像が当該定着ニップを通過するときに前記磁石用コイルに直流電圧を印加する
ことを特徴とする、請求項２から８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の定着装置を備えた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、定着装置および画像形成装置に関し、特に定着装置における定着ニップを形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザプリンタや複写機などの画像形成装置における定着装置として、電磁誘導加熱方式の定着装置が普及しつつある。
図１１に、従来の誘導加熱方式の定着装置（以下、「IH定着装置」とする）１００の構成の一例を示す（特許文献１、特許文献２）。
同図に示すように、この定着装置１００は、ローラ１２２、１２３に張架された定着ベルト１２１の周面に、ローラ１３２、１３３に張架された加圧ベルト１３１の周面を接触させて定着ニップを形成し、それぞれのベルト１２１、１３１の周回経路内側に配設された押圧パッド１２４、１３４で当該定着ニップを形成しているベルト部分を上下から挟むように押圧することにより所定のニップ圧を確保するようにしている。
【０００３】
定着ベルト１２１には、誘電発熱層が含まれており、その上側の周面に沿って、励磁コイルユニット１１０が配設される。励磁コイルユニット１１０により発生される交番磁束により定着ベルト１２１の発熱層において渦電流が発生して発熱し、定着ニップに通紙されたシートＳのトナー像が熱定着される。
このようなＩＨ定着装置１００の構成によれば、定着ベルト１２１を直接加熱するため、ハロゲンランプ等の発熱体を使用する場合と比較して、ウォーミングアップ時間が短く加熱効率がよいという利点がある。
【特許文献１】特開２００３−８４５９１号公報
【特許文献２】特開２００３−９１１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術によれば、押圧パッド１２４、１３４等の押圧部材を用いてニップ圧を生成する方法では、押圧パッド自身の熱容量により、定着ベルトの熱が奪われ、ウォーミングアップ時間の短縮化の妨げとなっていた。
また、押圧パッド１２４、１３４がそれぞれ定着ベルト１２１、加圧ベルト１３１と高い圧力を負荷された状態で摺擦するため摩耗が激しく、定着画像の品質の乱れや、押圧部材としての押圧パッド１２４、１３４および定着ベルト１２１、加圧ベルト１３１の交換によるコストとメンテナンスの手間の問題もあった。この問題は、例えば加熱側の回転体を、定着ベルト１２１に代えて定着ローラを用いて構成した場合にも同様に発生し得る。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、少なくとも加圧側の回転体が無端状のベルト形状である定着装置において、摩耗による消耗部分を可及的に少なくして、メンテナンスの手間を軽減すると共にウォーミングアップ時間を短縮することが出来る定着装置および当該定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記、課題を解決するため、本発明に係る定着装置は、第１の回転体の周面に第２の回転体の周面を押圧して定着ニップを形成すると共に、第１の回転体を励磁コイルで発生する磁束により誘導加熱して、未定着画像の形成されたシートを前記定着ニップに通紙し、当該未定着画像を熱定着する定着装置であって、前記第２の回転体は、２以上のローラにより張架された、強磁性体層を含む無端状のベルトからなると共に、前記第２の回転体を構成するベルトのうち前記定着ニップに位置する部分に磁力を作用させて前記定着ニップ方向に引力を発生させ、ニップ圧を確保する磁石手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成により、磁石手段が、第２の回転体に引力を作用させて定着ニップ方向に付勢させるので、特別な押圧部材を使用せずとも十分なニップ圧を確保することができる。
これにより、消耗部分を少くしてメンテナンスを軽減することが出来ることに加え、定着ニップ部の熱容量の削減により、ウォーミングアップ時間を短縮することが出来る。
ここで、前記磁石手段は、磁石用コイルとこれに直流電圧を印加する直流電圧印加手段とを備えるとしてもよい。
【０００８】
これにより、印加する直流電圧を変えることでニップ圧を制御することが出来る。
また、前記第１の回転体は、別の２以上のローラに張架された、強磁性体を含まない無端状のベルトで形成されてなるとしてもよい。
これにより、ベルト周回方向に十分な長さを持つ定着ニップを確保することが出来る。
更に、前記第１の回転体は、中空のローラであって、前記磁石用コイルは、当該ローラの中空部の前記定着ニップと対向する位置に配置されているとしてもよい。
【０００９】
これにより、省スペース化を図ることが出来る。
また、ここで、前記励磁コイルと前記磁石用コイルが、同じ位置に重ねて巻回されてなるとしてもよい。
これにより、励磁コイルと磁石用コイルが一体化することが可能となり、省スペース化を図ることが出来る。
【００１０】
更に、前記励磁コイルはリッツ線を巻回してなり、前記磁石用コイルは単線を巻回してなるとしてもよい。
これにより、交流電流と直流電流がコイルを流れる際の夫々の抵抗が低減し、効率の良い励磁コイルを得ることが出来る。
また、記励磁コイルに印加する交流電圧に、前記直流電圧印加手段から出力される直流電圧を重畳させて印加することにより、前記励磁コイルが磁石用コイルと兼用して用いられるとしてもよい。
【００１１】
これにより、交流電圧と直流電圧を印加するコイルに同一のものを使用することで、コストダウンを図ることが出来る。
更に、定着ニップに通紙するシートの厚みに関する情報を取得するシート厚み取得手段を備え、前記直流電圧印加手段は、前記取得されたシートの厚みに応じて異なる値の直流電圧を印加するとしてもよい。
【００１２】
これにより、シートの厚みの違いに応じて、適切なニップ圧を付加することが出来る。
また、更に、シートが定着ニップの位置を通過するタイミングを取得する、通紙タイミング取得手段を備え、前記電圧印加手段は、シートが当該定着ニップを通過するときに前記磁石用コイルに直流電圧を印加するとしてもよい。
これにより、シートが当該定着ニップを通過する時以外にも前記磁石用コイルに直流電圧を印加することがなく、節電を図ることが出来る。
【００１３】
更にここで、定着対像となるシート上に形成されているトナー像が、定着ニップの位置を通過するタイミングを取得する通紙タイミング取得手段を備え、前記電圧印加手段は、シート上のトナー像が当該定着ニップを通過するときに前記磁石用コイルに直流電圧を印加するとしてもよい。
これにより、シートのトナー像が形成されていない部分に対してまでニップ圧を発生させるために前記磁石用コイルに直流電圧を印加させることがなく、更なる節電を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態を複写機に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
（１）複写機の全体構成
図１は、本実施の形態に係る複写機１の概略構成を示す構成図である。
同図に示すように、複写機１は、スキャナ部２とプリンタ部３を備える。
【００１５】
複写機１は、スキャナ部２で読み取られた画像データに基づいて、その画像をプリンタ部３でシートＳ上にプリントするコピージョブ、外部端末からＬＡＮなどのネットワークを介して送られて来るプリントジョブのデータを受け付けると、プリンタ部３でその画像をプリントするプリントジョブを実行する機能を有する。
スキャナ部２は、セットされた原稿画像を読み取ってその原稿の画像データを得る公知の画像読取装置である。プリンタ部３は、画像形成部１０、３つの給紙カセット２１〜２３を有する給紙部２０、定着部３０、制御部４０、交流電圧出力部５１および直流電圧出力部５２などを備える。
【００１６】
プリンタ部３におけるプリントは、画像形成部１０の感光体ドラム上にトナー像を作像し、作像されたトナー像を、いずれかの給紙カセットから給送されたシートＳ上に転写し、シートＳ上に転写されたトナー像を定着部３０において加熱、加圧して当該シートＳに定着して機外に排出することにより行われる。
交流電圧出力部５１と直流電圧出力部５２は、夫々所定の交流電圧と直流電圧を生成し、定着部３０の励磁コイル３７１（図３）に供給する。本実施の形態では、交流電圧出力部５１から出力される交流電圧に、直流電圧出力部５２から出力される直流電圧が重畳された電圧が供給されるようになっている。
【００１７】
プリンタ部３の装置前面の操作し易い位置には、操作パネル８が配されている。操作パネル８には、コピー枚数キーやジョブの実行を指示するためのキーなどが設けられていると共に、ジョブの内容を表示するためのディスプレイなどが配置されている。ユーザは、例えば給紙カセット２１〜２３に収容されているシートの種類（厚紙や薄紙など）を操作パネル８から設定することができる。
【００１８】
なお、定着部３０よりもシート搬送方向上流かつシート搬送路沿いには、搬送中のシートＳの先端を検出するシート検出センサ６が配置されている。シート検出センサ６は、例えば発光部と受光部を備える反射型の光学センサであり、発光部から搬送路に向けて発せられた光が、搬送中のシート先端に当たって反射され、その反射光が受光部で受光されると、その旨を示す先端検出信号を出力する。先端検出信号は、制御部４０に送られる。
【００１９】
（２）制御部４０の構成
図２は、制御部４０の構成を示すブロック図である。
同図に示すように制御部４０は、主な構成要素として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部４２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４４、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ  ）４５、画像メモリ４６等を備える。
【００２０】
通信Ｉ／Ｆ部４２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続するためのインターフェースであり、外部からのプリントジョブのデータを受信する。
ＥＥＰＲＯＭ４５は、後述する印加直流電圧値情報等を格納する。ＲＡＭ４４は、ＣＰＵ４１のワークエリアとなる。
【００２１】
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３から必要なプログラムを読み出し、スキャナ部２、プリンタ部３の動作をタイミングを取りながら統一的に制御してコピージョブを実行する。また、通信Ｉ／Ｆ部４２が受信したプリントジョブのデータに基づくプリントジョブを円滑に実行させるほか、交流電圧出力部５１と直流電圧出力部５２の出力を制御して定着部３０の励磁コイル３７１に通電する。さらに、ユーザにより操作パネル８から入力されたシート収容情報を受け付ける。シート収容情報は、例えば給紙カセット２１に対し普通紙、給紙カセット２２に対し厚紙、給紙カセット２３に対し薄紙といった具合に、給紙カセット毎にその給紙カセットに収容されているシートの種類が対応付けされてなる情報である。シート収容情報は、ＥＥＰＲＯＭ４５に格納される。ＣＰＵ４１は、当該情報を参照することにより、給紙カセットに収容されているシートの種類を知ることができる。
【００２２】
画像メモリ４６は、スキャナ部２で読み取られた画像データや、外部からのプリントジョブのデータなどを格納し、これらデータは、ジョブ実行時に読み出される。
（３）定着部３０の構成
図３は、定着部３０の構成を示す図である。
同図に示すように、定着部３０は、定着ベルト３１と、定着ベルト３１を張架するための駆動ローラ３２および従動ローラ３３と、加圧ベルト３４と、加圧ベルト３４を張架するための駆動ローラ３５および従動ローラ３６と、定着ベルト３１の周回経路の内側に配される磁束発生部３７などを備える、いわゆるＩＨ方式の定着装置である。
【００２３】
定着ベルト３１は、導電性発熱層を含む非磁性の無端ベルトである。このようなベルトは、例えば、ポリイミドなどの耐熱性の樹脂からなるベルト基材上に、非磁性の金属である銅やアルミニウムの薄膜を蒸着させるなどの方法で形成可能である。さらにその表面に離型層を設けるとしてもよい。この離型層は、トナーとの離型性を高めるためのものであって、例えば、厚みが３０μｍ程度のＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などからなる。他にも、例えば、フッ素ゴムや、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂でも構わない。
【００２４】
加圧ベルト３４は、強磁性層（例えば、比透磁率１．０２以上）を有する無端ベルトである。この強磁性層の材料としては、鉄やニッケルなどが挙げられる。
定着ベルト３１と加圧ベルト３４は、電磁誘導加熱されていない間には、その対向するベルト部分３１１、３４１の面同士が接するか、または僅かな隙間を有した状態になっている。後述のように、このベルト部分が定着ニップ３８に位置する部分になる。
【００２５】
駆動ローラ３２、３５は、図示しないモータに接続されており、当該モータの駆動力を受けて回転し、この回転により定着ベルト３１と加圧ベルト３４が、同図の矢印方向に略同じ速度で周回走行される。
磁束発生部３７は、励磁コイル３７１とコア３７２を有し、定着ベルト３１を挟んで加圧ベルト３４と対向配置される。励磁コイル３７１は、交流電圧出力部５１と直流電圧出力部５２に接続されており、交流電圧出力部５１からの交流電圧に、直流電圧出力部５２からの直流電圧が重畳された電圧が印加されると交番磁界を発生する。
【００２６】
コア３７２は、励磁コイル３７１から発せられた交番磁界による磁束を、主に定着ベルト３１のベルト部分３１１に導く。
コア３７２を介して定着ベルト３１に導かれた磁束により、定着ベルト３１の導電性層に渦電流が発生し、この渦電流により当該導電性層の表皮抵抗に比例した熱が発生して定着ベルト３１自体が加熱される。
【００２７】
この電磁誘導加熱に並行して、印加電圧に含まれる直流成分により、励磁コイル３７１が電磁石として作用し、強磁性層を有する加圧ベルト３４との間に引力Ａが発生する。この引力Ａにより、主に加圧ベルト３４のベルト部分３４１が励磁コイル３７１側に引き寄せられる。
上述のように定着ベルト３１には、励磁コイル３７１からの磁束により渦電流が発生し、大半はジュール熱となるが、この渦電流はレンツの法則により前記磁束を打ち消す方向に磁束を生じさせる向きに発生するため、当該渦電流により生じる磁束は、励磁コイル３７１からの磁束を常に打ち消す方向（逆向き）に発生する。この相互に逆向きに発生する磁束により、励磁コイル３７１と定着ベルト３１との間には、斥力Ｂが発生することになる。
【００２８】
定着ベルト３１のベルト部分３１１には、加圧ベルト３４に向かう方向の斥力Ｂが作用し、同時に加圧ベルト３４のベルト部分３４１には、定着ベルト３１に向かう方向の引力Ａが作用する。この引力Ａと斥力Ｂの作用により定着ベルト３１と加圧ベルト３４とは相互に圧接された状態になり、この圧接部が定着ニップ３８を構成する。
定着ニップ３８におけるニップ圧（定着ベルト３１と加圧ベルト３４の圧接力）は、引力Ａと斥力Ｂの大きさにより変わる。具体的に、引力Ａは、重畳される直流電圧の大きさにより変わり、斥力Ｂは、交番磁界の周波数や強さなどにより変わる。ここで斥力Ｂは、通常、引力Ａほど大きくはなく、磁束密度の変化の程度により多少の変動はあるが、高周波磁界なため、平均化されて略一定の大きさを保っているものと考えられる。ニップ圧は、後述の直流電圧出力制御において、使用するシートＳの種類によって最適な値に可変される。
【００２９】
このようにシート種類に応じてニップ圧を可変させるのは、例えばニップ圧が低すぎると定着率が低下し、ニップ圧が高すぎると皺やカールが発生し易くなる特性があり、この特性は、薄紙や厚紙などその腰の強さや含水率などによって変わり易いので、シート種類に応じてそのシートに適したニップ圧を用いるようにした方が定着性能を向上できるからである。シート種類毎に最適なニップ圧およびそのニップ圧を得るのに必要な直流電圧値を予め実験などから求め、シート種類と電圧値とを対応つけた情報が印加直流電圧値情報としてＥＥＰＲＯＭ４５に格納される。
【００３０】
図４は、印加直流電圧値情報の内容例を示す図である。同図に示すようにシート種類として薄紙、普通紙、厚紙の３種類に対してそれぞれ直流電圧値Ｖ１〜Ｖ３が設定される。
図３に戻り、励磁コイル３７１に重畳電圧が印加されると、定着ベルト３１が発熱すると共に定着ニップ３８が確保され、この状態で未定着のトナー像が形成（転写）されたシートＳが定着ニップ３８を通過する際に定着ニップ３８において加熱、加圧されて、当該トナー像がシートＳに定着される。なお、図示していないが、定着ベルト３１の表面温度を検出するためのセンサが配置されており、当該センサによる検出信号に基づいて定着ベルト３１が定着に適した温度（目標温度）に維持されるように、励磁コイル３７１への供給電力量が調整される。
【００３１】
（４）直流電圧出力制御処理
図５は、直流電圧出力制御処理の内容を示すフローチャートである。この直流電圧出力制御処理は、ＣＰＵ４１により実行される。
同図に示すように、まず、ジョブが開始されたか否かを判断する（ステップＳ１）。ジョブ開始を判断すると（ステップＳ１で「ＹＥＳ」）、当該ジョブで使用されるシートのシート種類情報を取得する（ステップＳ２）。この取得は、次のように行われる。すなわち、当該ジョブにより使用されるシートがどの給紙カセットから給送されるかを判断する。そして、ＥＥＰＲＯＭ４５に予め格納されているシート収容情報を参照し、判断した給紙カセットに対応付けられているシートの種類を読み出す。
【００３２】
なお、ジョブ開始が判断されると、交流電圧出力部５１から予め決められた周波数の交流電圧が出力される。交流電圧出力部５１からの交流電圧が励磁コイル３７１に印加されて、定着ベルト３１の発熱が開始される。この時点では、まだ直流電圧出力部５２から直流電圧が出力されていない。
次に、励磁コイル３７１に印加すべき直流電圧の値を示す情報を取得する（ステップＳ３）。この取得は、ＥＥＰＲＯＭ４５に格納されている印加直流電圧値情報（図４）を参照することにより行われる。例えば、ステップＳ２で取得したシート種類情報が厚紙を示す情報である場合には、電圧値Ｖ３を示す情報が取得される。
【００３３】
そして、ジョブにより搬送中のシートの先端が検出されたか否かを判断する（ステップＳ４）。この判断は、シート検出センサ６からの先端検出信号を受信したか否かにより行われる。
シート先端の検出を判断すると（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）、内部タイマー（不図示）を起動させる（ステップＳ５）。内部タイマーによるカウント開始から第１所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、第１所定時間とは、シート検出センサ６によりシート先端が検出されてから当該シートＳの先端が定着部３０の定着ニップ３８に到達するまでに要する時間に相当する。例えば、搬送路上におけるシート検出センサ６のシート先端検出位置から定着ニップ３８までの距離Ｌを搬送速度Ｖで除することにより予め求められる。
【００３４】
第１所定時間を経過したことを判断すると（ステップＳ６で「ＹＥＳ」）、直流電圧出力部５２に指示して、ステップＳ３で取得された直流電圧の値と同じ値の直流電圧を励磁コイル３７１に出力させる。これにより交流電圧出力部５１から出力されている交流電圧に、直流電圧出力部５２から出力された直流電圧が重畳された電圧が励磁コイル３７１に印加され、定着ベルト３１が発熱しつつ定着ベルト３１と加圧ベルト３４間に定着ニップ３８が確保される。
【００３５】
続いて、内部タイマーによるカウント開始から第２所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ８）。ここで、第２所定時間とは、シート検出センサ６によりシート先端が検出されてから当該シートＳの後端が定着部３０の定着ニップ３８を通過するまでに要する時間に相当する。例えば、上記距離Ｌに、定着ニップ３８のシート搬送方向長さＬ２と当該シートＳのシート搬送方向長さＬ３を加算した値を、搬送速度Ｖで除することにより求められる。前記Ｌ３は、給紙カセット２１から２３のうちのどの給紙カセットからシートＳが搬送されてきたかにより判定し取得する。
【００３６】
第２所定時間を経過したことを判断すると（ステップＳ８で「ＹＥＳ」）、内部タイマーをリセットして（ステップＳ９）、直流電圧出力部５２に指示して、直流電圧の印加を停止させる（ステップＳ１０）。これにより定着ニップ３８が解除される。このようなタイミングで直流電圧の出力開始と停止を行うことにより、図６（ａ）の模式図に示すようにシートＳが定着ニップ３８を通過する間にだけ直流電圧が励磁コイル３７１に印加（ＤＣ  ＯＮ）されるようになる。
【００３７】
定着ニップ３８は、基本的にシート通過時に確保されていれば良いので、本実施の形態のようにシート搬送タイミングに応じてシート単位で定着ニップ３８を確保する構成をとれば、直流電圧を常時、印加して定着ニップ３８を確保し続ける構成に比べて節電に寄与する。また、ニップ圧を常時、確保し続けていると時間経過に伴って、その張力によりベルトに変形が生じるおそれがあるが、本実施の形態のように必要なときにだけニップ圧を確保する構成により、このようなベルト変形のおそれを減少させることができる。
【００３８】
図５に戻って、ジョブ終了か否かを判断する（ステップＳ１１）。ジョブが終了していなければ（ステップＳ１１で「ＮＯ」）、ステップＳ２に戻り、次に搬送されるシートＳに対するシート種類情報の取得、そのシートＳに対する直流電圧の取得、直流電圧の出力等の処理を実行する（ステップＳ２〜Ｓ１０）。ジョブ終了と判断するまで、ステップＳ２〜Ｓ１０の処理を繰り返し実行し、ジョブ終了を判断すると（ステップＳ１１で「ＹＥＳ」）、当該直流電圧出力制御を終了する。
【００３９】
このように本実施の形態では、定着ニップ３８の確保を励磁コイル３７１への交流電圧に直流電圧を重畳することにより行うようにしたので、パッド等の押圧部材を使用する必要がなく、押圧部材を使用する場合にベルト磨耗により寿命が短くなるといったことが生じない。また、定着ベルト３１等を長寿命化できるので、従来よりも定着ベルト等を交換する手間とコストが削減される。さらに、押圧部材を用いないので、定着ベルト３１の熱が押圧部材に直接伝わって逃げることが無くなり、それだけウォームアップ時間の短縮化を図れる。
【００４０】
上記では、直流電圧の印加制御をシート単位で行うとしたが、これに限られず、例えば図６（ｂ）の模式図に示すようにシート上における形成画像の領域７の単位で行うとしても良い。具体的には、当該領域７のシート搬送方向における形成画像の先端が定着ニップ３８に突入する直前に直流電圧の印加を開始し、形成画像の後端が定着ニップ３８を通過した直後に直流電圧の印加を停止させる制御を行う。
【００４１】
シート上における形成画像の位置は、次のようにして求められる。例えば、当該ジョブ実行前にその画像データを画像メモリ４６内でビットマップ展開し、展開したデータを参照して公知の画像領域判定を行い、判定された画像領域の１ページ内における座標値を求める。メモリ内の座標値と実際のシート上の座標値とを対応つけた情報を保持しておき、求められた座標値をシート上における座標値に変換すれば良い。シート上における形成画像の座標値がわかれば、シート検出センサ６によりシート先端が検出されてから当該シート上の画像先端が定着ニップ３８に到達するまでに要する時間ｔを計算できる。
【００４２】
ジョブ実行中にシート先端検出時から時間ｔの経過時に直流電圧の印加を開始すれば、丁度、形成画像の先端が定着部３０に到達するタイミングに合うように定着ニップ３８が確保されるようになる。シート上の画像後端が定着ニップ３８を通過したことも画像先端と同様にして検出することができる。
シート単位で直流電圧の開始と停止を制御する構成に比べて画像領域の判定など処理が増えることになるが、シート上の画像部分が定着ニップ３８を通過する間にだけ励磁コイル３７１に電力が供給されるので、余白部分に対する通電の時間が不要になって、さらなる節電を図れる。
【００４３】
なお、上記では交流電圧については、ジョブ実行中にシートが定着ニップ３８に到達するか否かに関らず、励磁コイル３７１に印加して定着ベルト３１を目標温度に維持する制御を行うとしたが、これに限られない。例えば、交流電圧も直流電圧と同じように出力開始と停止を制御するとしても良い。
本発明は、定着装置および画像形成装置に限られず、定着ニップにおけるニップ圧を確保する方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
【００４４】
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することが出来る。
（１）上記実施の形態では、第１の回転体として定着ベルト３１を、第２の回転体として加圧ベルト３４を用いる構成例を説明したが、両回転体がベルトに限られることはない。例えば、図７に示すように一方をローラ、他方をベルトとすることもできる。
【００４５】
図７は、加熱回転体としての定着ベルトに代えて、定着ローラ６１を用いた例を示している。定着ローラ６１は、非磁性の導体からなる筒状のローラであり、その内部には、励磁コイル３７１とコア３７２からなる磁束発生部３７が備えられている。
加圧ベルト６４は、駆動ローラ６５と従動ローラ６６に張架され、両ローラ間に位置するベルト部分が定着ローラ６１の周面に圧接されることにより、定着ローラ６１と加圧ベルト６４間に定着ニップ３８が確保される。本例の場合、直流電圧の印加前からある程度のニップ圧が発生していることになる。このようにニップ圧を生じさせているのは、定着ニップ３８のシート搬送方向長さを定着に必要な量、確保するためである。なお、加圧ベルト６４が強磁性層を有する無端ベルトである点は、上記実施の形態と同じである。
【００４６】
このような構成において、励磁コイル３７１に重畳電圧を印加することにより、加圧ベルト６４と励磁コイル３７１間に引力Ａが発生し、実施の形態と同様の効果が得られる。
図７の構成をとる場合、直流電圧による引力Ａに関係なく、シートＳの厚みが厚くなるほど、定着ニップ３８において、加圧ベルト６４の、定着ローラ６１側に戻ろうとする復元力が大きくなって、そのニップ圧も高くなる。すなわち、厚紙を用いれば薄紙よりもその厚みの差分だけニップ圧が高くなる。このようにシート厚によってニップ圧が変わることを考慮して、引力Ａの大きさを変えるようにすれば、そのシートに適したニップ圧を得ることができる。
【００４７】
図８は、薄紙と厚紙とで引力Ａの大きさを可変させた例であり、図８（ａ）は、薄紙が使用される場合、図８（ｂ）は、厚紙が使用される場合を示している。
両図に示すように、厚紙の方が薄紙よりも引力Ａの大きさが小さくなっていることが判る。厚紙では薄紙よりも引力Ａが小さくなっているので、それだけ直流電圧の大きさも小さくて済み、節電を図れる。それぞれの引力Ａに対応する直流電圧が予め求められて記憶されており、ジョブ実行時には使用するシート（薄紙と厚紙）に応じてそのシートに対して設定された直流電圧が励磁コイル３７１に供給される。
【００４８】
（２）上記実施の形態および変形例（１）では、１つの励磁コイル３７１に、交流電圧に直流電圧が重畳された駆動電圧を印加する構成例を説明したが、これに限られず、例えば交流電圧用と直流電圧用の励磁コイルを別々に設ける構成をとることができる。
図９は、当該変形例（２）に係る磁束発生部７０の構成例を示す図である。
同図に示すように、磁束発生部７０は、励磁コイルとして、交流電圧用の励磁コイル７１と、直流電圧用の励磁コイル７２を備える。
【００４９】
励磁コイル７１は、図１０の拡大図に示すように、例えば細線７１１を縒り合わせてなるリッツ線が用いられている。このようにリッツ線を用いることによりコイル表面積を増やすことができ、表皮効果により交流電流をより流れ易くすることができる。
一方、励磁コイル７２は、図１０に示すように断面積の大きな線が用いられている。直流電流は、表面積を増やすよりも断面積をより大きくして電気抵抗が小さくなるようにした方が流れ易いからである。断面積の大きな線を用いることにより、コイル皮膜等の電流の流れない部分７２１の面積の比率がリッツ線に比べて小さくなるので、直流電流に対する抵抗が小さくなり、効率良くニップ圧を発生させることができる。なお、図９では、定着ローラ６１と加圧ベルト６４を用いた構成例を説明したが、例えば実施の形態のように双方がベルトの構成にも適用できる。
【００５０】
（３）上記では、加圧ベルト６４を２本のローラを用いて張架するとしたが、これに限られない。３本以上の複数のローラで張架する構成をとることもできる。定着ベルトの場合も同様である。
（４）上記実施の形態および変形例では、磁石手段として、励磁コイルに直流電圧を印加して電磁石として作用させる構成をとったが、加圧ベルト３４に対し、定着ベルト３１側に引き寄せるための引力Ａを発生できる構成であれば、励磁コイルを用いる構成に限られない。
【００５１】
例えば、永久磁石を用いることができる。永久磁石は、例えば、定着ベルト３１の周回経路の内側であって、ニップ部に磁力を作用できる位置であればよい。この場合、引力Ａを発生させるために電力（直流電圧）を必要としないため、電力消費を抑える効果がある。
ただし、この場合は実施の形態１および変形例１から６と比較して、ニップ圧の制御が難しい。
【００５２】
（５）上記実施の形態では、本発明に係る定着装置および画像形成装置をモノクロの複写機に適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロの画像形成に関らず、第１と第２の回転体を押圧して定着ニップを確保し、第１の回転体を励磁コイルから発せられる磁束により誘導加熱して、未定着画像の形成されたシートを定着ニップに通紙し、未定着画像を熱定着する定着装置およびこれを備える画像形成装置であれば、例えばプリンタ、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等に適用できる。
【００５３】
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
画像形成装置における本発明の定着装置は、発熱効率が良く、省資源、コストダウンを実現する技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施の形態１に係る複写機の概略構成を示す図である。
【図２】複写機の制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】複写機の誘導加熱方式の定着部の構成を示す図である。
【図４】印加直流電圧値情報の内容例を示す図である。
【図５】直流電圧出力制御の内容を示すフローチャートである。
【図６】直流電圧出力制御による直流電圧の出力タイミングを模式的に示した図である。
【図７】変形例１に係る定着部の構成例を示す図である。
【図８】変形例１に係る定着部をシートが通過している様子を示す図である。
【図９】変形例２に係る定着部の構成例を示す図である。
【図１０】変形例２に係る定着部の励磁コイルの拡大断面の例を示す図である。
【図１１】従来の誘導加熱方式の定着部の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  複写機
３０  定着部
３１  定着ベルト
３２、３５、６５  駆動ローラ
３３、３６、６６  従動ローラ
３４、６４  加圧ベルト
３７、７０  磁束発生部
３８  定着ニップ
４０  制御部
５１  交流電圧出力部
５２  直流電圧出力部
６１  定着ローラ
７１  交流電圧用の励磁コイル
７２  直流電圧用の励磁コイル
３７１  励磁コイル
３７２  コア
Ａ  引力
Ｂ  斥力
Ｓ  シート
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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