定着装置、画像形成装置およびプログラム
【課題】加圧部材の温度を検知する手段の有無にかかわらず加圧部材の温度に対応して定着部材の温度制御を行なうことができ、定着動作を安定して行なうことができる定着装置を提供する。
【解決手段】用紙Ｐにトナー像を定着する定着ベルト６１と、定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎを形成する加圧ロール６２と、定着ベルト６１を加熱するＩＨヒータ８０と、加圧ロール６２を回転させることで定着ベルト６１を回転させる駆動モータ９０と、定着ベルト６１の回転数を検知する回転検知計を備え、ＩＨヒータ８０は、加圧ロール６２の温度変化に応じて変化する定着ベルト６１の回転数に応じて定着開始後における定着ベルト６１への加熱量を調整することを特徴とする定着ユニット６０。
【解決手段】用紙Ｐにトナー像を定着する定着ベルト６１と、定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎを形成する加圧ロール６２と、定着ベルト６１を加熱するＩＨヒータ８０と、加圧ロール６２を回転させることで定着ベルト６１を回転させる駆動モータ９０と、定着ベルト６１の回転数を検知する回転検知計を備え、ＩＨヒータ８０は、加圧ロール６２の温度変化に応じて変化する定着ベルト６１の回転数に応じて定着開始後における定着ベルト６１への加熱量を調整することを特徴とする定着ユニット６０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、画像形成装置、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、更にこのトナー像を記録材に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。
【０００３】
特許文献１には、１対の熱ローラと加圧ローラとを有し、それぞれにヒータが内蔵される定着装置であり、加圧ローラは支を中心に上下に回動するレバーに保持され熱ローラに対して圧着及び圧着が解除されるようになっており、そして加圧ローラの所定の位置にこの表面温度を検出する非接触のセンサが設けられ該センサは加圧ローラの圧着時と解除時との何れの場合でも加圧ローラとの距離が変わらない位置に配置するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで一般に、定着装置の定着部材の温度を制御することは、定着動作を安定して行なうという観点から重要である。ところが定着部材の温度が、加圧部材の温度に影響を受けることがある。そしてこの場合、定着動作を安定して行なうことができないことがあった。
本発明は、加圧部材の温度を検知する手段の有無にかかわらず加圧部材の温度に対応して定着部材の温度制御を行なうことができ、定着動作を安定して行なうことができる定着装置等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】
請求項１に記載の発明は、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記加圧部材を回転させることで前記定着部材を回転させる駆動部と、前記定着部材の回転数を検知する回転数検知手段と、を備え、前記加熱手段は、前記加圧部材の温度変化に応じて変化する前記定着部材の回転数に応じて定着開始後における当該定着部材への加熱量を調整することを特徴とする定着装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記加熱手段は、前記定着部材への加熱量を段階的に減少させるとともに加熱量を段階的に減少させる時間を変化させることで当該定着部材への加熱量を調整することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記加圧部材を移動させることで当該加圧部材が前記定着部材の外周面へ圧接する状態と離間する状態とを変更可能とする加圧部材移動手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材にトナー像を定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、当該定着部材を加熱する加熱手段と、当該加圧部材を回転させることで当該定着部材を回転させる駆動部と、当該定着部材の回転数を検知する回転数検知手段と、を備える定着手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、前記加圧部材の温度変化に応じて変化する前記定着部材の回転数を前記回転数検知手段から取得し、取得した当該回転数に応じて定着開始後における当該定着部材への加熱量を前記加熱手段を制御することで調整することを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、前記加熱制御手段は、前記定着部材への加熱量を段階的に減少させるとともに加熱量を段階的に減少させる時間を変化させるように前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、コンピュータに、加圧部材の温度変化に応じて変化する定着部材の回転数を取得する機能と、前記定着部材の回転数の変化に基づき、定着開始後における当該定着部材への加熱量を調整する手順を決定する機能と、前記手順に基づき、加熱手段を制御する機能と、を実現するためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、加圧部材の温度を検知する手段の有無にかかわらず加圧部材の温度に対応して定着部材の温度制御を行なうことができ、定着動作を安定して行なうことができる定着装置を提供できる。
請求項２の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材の温度制御がより簡単になる。
請求項３の発明によれば、加圧部材が定着部材の外周面へ圧接する際の定着部材の回転数により加熱手段の制御パターンを決定することができる。
請求項４の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より良好な画質を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、画像形成装置の制御がより簡単になる。
請求項６の発明によれば、加圧部材の温度を検知する手段の有無にかかわらず加圧部材の温度に対応して定着部材の温度制御を行なう機能をコンピュータにより実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。
【図２】本実施の形態の定着ユニットの構成を示す正面図である。
【図３】図２における定着装置のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】定着ベルトの断面層構成図である。
【図５】本実施の形態のＩＨヒータの構成を説明する断面図である。
【図６】定着ベルトの温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線の状態を説明する図である。
【図７】移動機構により加圧ロールを定着ベルトから離間させた状態を説明した図である。
【図８】本実施の形態の定着動作開始後における定着ベルトの温度変化を説明した図である。
【図９】加圧ロールの表面温度に対する定着ベルトの回転数について説明した図である。
【図１０】ＩＨヒータの制御を行なうための定着ユニット制御部の構成について説明した図である。
【図１１】定着ユニット制御部が行なう処理の流れについて説明したフローチャートである。
【図１２】定着ベルトの回転数の変化とＩＨヒータの制御パターンについて作成されたＬＵＴの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置の説明＞
図１は本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部３２、通信部３２にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部３３を備えている。
【００１４】
画像形成部１０は、トナー像を形成するトナー像形成手段の一例であり、予め定められた間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００１５】
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段（定着装置）の一例としての定着ユニット６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２によりトナー像を用紙Ｐに転写する転写手段が構成される。
【００１６】
本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３１による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で一様に帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００１７】
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
【００１８】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
【００１９】
＜定着ユニットの構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着ユニット６０について説明する。
図２および図３は本実施の形態の定着ユニット６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、断面図である図３に示すように、定着ユニット６０は、交流磁界を生成するＩＨ（Induction Heating）ヒータ８０、ＩＨヒータ８０により電磁誘導加熱されて用紙Ｐにトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１、定着ベルト６１に対向するように配置される加圧部材の一例としての加圧ロール６２、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３を備えている。
さらに、定着ユニット６０は、押圧パッド６３等の構成部材を支持するホルダ６５、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界を誘導して磁路を形成する感温磁性部材６４、感温磁性部材６４を通過した磁力線を誘導する誘導部材６６、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材７０、定着ベルト６１の表面に接触して配設され定着ベルト６１の温度を検知する温度検知手段の一例としての温度センサ７５を備えている。また詳しくは後述するが、加圧ロール６２は、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎ（定着加圧部）を形成し、定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動する移動機構２００を備える。なお本実施の形態において、ＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１を加熱する加熱手段として捉えることができる。
【００２０】
＜定着ベルトの説明＞
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３７０ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電発熱層６１２、トナー像の定着性を向上させる弾性層６１３、最上層に被覆された表面離型層６１４からなる多層構造のベルト部材である。
【００２１】
基材層６１１は、薄層の導電発熱層６１２を支持するとともに、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。また、基材層６１１は、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界が感温磁性部材６４まで作用するように、磁界を通過させる物性（比透磁率、固有抵抗）を持った材質、厚さで形成される。一方、基材層６１１自身は、磁界の作用により発熱しないか、または発熱し難く構成される。
具体的には、基材層６１１として、例えば、厚さ３０〜２００μｍ（好ましくは５０〜１５０μｍ）の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ６０〜２００μｍの樹脂材料等が用いられる。
【００２２】
導電発熱層６１２は、導電層の一例であって、ＩＨヒータ８０にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層である。すなわち、導電発熱層６１２は、ＩＨヒータ８０からの交流磁界が厚さ方向に通過することにより、渦電流を発生させる層である。
通常、ＩＨヒータ８０に交流電流を供給する励磁回路（後段の図５も参照）の電源として、安価に製造できる汎用電源が使用される。そのため、ＩＨヒータ８０により生成される交流磁界の周波数は、一般に、汎用電源による２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚとなる。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
【００２３】
導電発熱層６１２に交流磁界が侵入できる領域は、交流磁界が１/ｅに減衰する領域である「表皮深さ（δ）」として規定され、次の（１）式から導かれる。（１）式において、ｆは交流磁界の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）、ρは固有抵抗値（Ω・ｍ）、μｒは比透磁率である。
そのため、導電発熱層６１２の厚さは、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が導電発熱層６１２を侵入し通過するように、（１）式で規定される導電発熱層６１２の表皮深さ（δ）よりも薄層に構成される。また、導電発熱層６１２を構成する材料として、例えば、Ａｕ,Ａｇ,Ａｌ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｓｎ,Ｐｂ,Ｂｉ,Ｂｅ,Ｓｂ等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
【００２４】
【数１】
【００２５】
具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗２．７×１０−８Ω・ｍ以下の例えばＣｕ等の非磁性金属（比透磁率が概ね１の非磁性体）が用いられる。
また、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱されるまでに要する時間（以下、「ウォームアップタイム」）を短縮する観点からも、導電発熱層６１２は、薄層に構成するのが好ましい。
【００２６】
次に、弾性層６１３は、シリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される。定着対象となる用紙Ｐに保持されるトナー像は、粉体である各色トナーが積層して形成されている。そのため、ニップ部Ｎにおいてトナー像の全体により均一に熱を供給するには、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１表面が変形することが好ましい。そこで、弾性層６１３には、例えば厚みが１００〜６００μｍ、硬度が１０°〜３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムが好適である。
表面離型層６１４は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えば、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重合体)、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層６１４の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層６１４の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１〜５０μｍが好適である。
【００２７】
＜押圧パッドの説明＞
押圧パッド６３は、シリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成され、加圧ロール６２と対向する位置にてホルダ６５に支持される。そして、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される状態で配置され、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎ（定着加圧部）を形成する。
また、押圧パッド６３は、ニップ部Ｎの入口側（用紙Ｐの搬送方向上流側）のプレニップ領域６３ａと、ニップ部Ｎの出口側（用紙Ｐの搬送方向下流側）の剥離ニップ領域６３ｂとで異なるニップ圧が設定されている。すなわち、プレニップ領域６３ａでは、加圧ロール６２側の面がほぼ加圧ロール６２の外周面に倣う円弧形状に形成され、より均一で幅の広いニップ部Ｎを形成する。また、剥離ニップ領域６３ｂでは、剥離ニップ領域６３ｂを通過する定着ベルト６１の曲率半径が小さくなるように、加圧ロール６２表面から局所的に大きなニップ圧で押圧されるように形成される。それにより、剥離ニップ領域６３ｂを通過する用紙Ｐに定着ベルト６１表面から離れる方向のカール（ダウンカール）を形成して、用紙Ｐに対する定着ベルト６１表面からの剥離を促進させている。
【００２８】
なお、本実施の形態では、押圧パッド６３による剥離の補助手段として、ニップ部Ｎの下流側に、剥離補助部材７０を配置している。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト６１の回転移動方向と対向する向き（所謂カウンタ方向）に定着ベルト６１と近接する状態でホルダ７２によって支持される。そして、押圧パッド６３の出口にて用紙Ｐに形成されたカール部分を剥離バッフル７１により支持することで、用紙Ｐが定着ベルト６１方向に向かうことを抑制する。
【００２９】
＜感温磁性部材の説明＞
次に、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の内周面に倣った円弧形状で形成され、定着ベルト６１の内周面とは予め定めた間隙（例えば、０．５〜１．５ｍｍ）を有するように近接させるが、非接触で配置される。感温磁性部材６４を定着ベルト６１と近接させて配置するのは、感温磁性部材６４の温度が定着ベルト６１の温度に対応して変化する、すなわち、感温磁性部材６４の温度が定着ベルト６１の温度と略同じ温度となるように構成するためである。また、感温磁性部材６４を定着ベルト６１と非接触で配置するのは、画像形成装置１のメインスイッチがオンされ、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱される際に、定着ベルト６１の熱が感温磁性部材６４に流入するのを抑制して、ウォームアップタイムの短縮を図るためである。
【００３０】
また、感温磁性部材６４は、その磁気特性の透磁率が急変する温度である「透磁率変化開始温度」（後段参照）が各色トナー像が溶融する定着設定温度以上であって、定着ベルト６１の弾性層６１３や表面離型層６１４の耐熱温度よりも低い温度範囲内に設定された材質で構成される。すなわち、感温磁性部材６４は、定着設定温度を含む温度領域において強磁性と非磁性（常磁性）との間を可逆的に変化する特性（「感温磁性」）を有する材質で構成される。そして、感温磁性部材６４は、強磁性を呈する透磁率変化開始温度以下の温度範囲において磁路形成部材として機能し、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を内部に誘導して、感温磁性部材６４の内部を通過する交流磁界（磁力線）の磁路を形成する。それにより、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１とＩＨヒータ８０の励磁コイル８２（後段の図５参照）とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。一方、透磁率変化開始温度を超える温度範囲においては、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を、感温磁性部材６４の厚さ方向に横切るように透過させる。それにより、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線は、感温磁性部材６４を透過し、誘導部材６６の内部を通過してＩＨヒータ８０に戻る磁路を形成する。
なお、ここでの「透磁率変化開始温度」とは、透磁率（例えば、ＪＩＳ Ｃ２５３１で測定される透磁率）が連続的に低下を開始する温度であり、例えば感温磁性部材６４等の部材を透過する磁束量（磁力線の数）が変化し始める温度点をいう。したがって、透磁率変化開始温度は、物質の磁性が消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。
【００３１】
感温磁性部材６４に用いる材質としては、透磁率変化開始温度が例えば１４０（定着設定温度）〜２４０℃の範囲内に設定された例えばＦｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）等の二元系感温磁性合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の三元系の感温磁性合金等が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系感温磁性合金においては約Ｆｅ６４％、Ｎｉ３６％（原子数比）とすることで２２５℃前後に透磁率変化開始温度を設定することができる。このようなパーマロイや感温磁性合金等の金属合金等は、成型性や加工性に優れ、熱伝導性も高く安価である等の理由から、感温磁性部材６４に適する。その他の材質としては、Ｆｅ,Ｎｉ,Ｓｉ,Ｂ,Ｎｂ,Ｃｕ,Ｚｒ,Ｃｏ,Ｃｒ,Ｖ,Ｍｎ,Ｍｏ等からなる金属合金が用いられる。
また、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）に対する表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも厚い厚さで形成される。具体的には、例えばＦｅ−Ｎｉ合金を用いた場合には５０〜３００μｍ程度に設定される。
【００３２】
＜ホルダの説明＞
押圧パッド６３を支持するホルダ６５は、押圧パッド６３が加圧ロール６２からの押圧力を受けた状態での撓み量が一定量以下となるように、剛性の高い材料で構成される。それにより、ニップ部Ｎにおける長手方向の圧力（ニップ圧）の均一性を維持している。さらに、本実施の形態の定着ユニット６０では、電磁誘導を用いて定着ベルト６１を加熱する構成を採用していることから、ホルダ６５は、誘導磁界に影響を与えないか、または与え難い材料であり、かつ、誘導磁界から影響を受けないか、または受け難い材料で構成される。例えば、ガラス混入ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂や、例えばＡｌ,Ｃｕ,Ａｇ等の非磁性金属材料等が用いられる。
【００３３】
＜誘導部材の説明＞
誘導部材６６は、感温磁性部材６４の内周面に倣った円弧形状で形成され、感温磁性部材６４の内周面とは予め定めた間隙（例えば、１．０〜５．０ｍｍ）を有する非接触に配置される。また、誘導部材６６は、例えばＡｇ,Ｃｕ,Ａｌといった固有抵抗値が比較的小さい非磁性金属で構成される。そして、感温磁性部材６４が透磁率変化開始温度以上の温度に上昇した際に、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）を誘導して、定着ベルト６１の導電発熱層６１２よりも渦電流Ｉが発生し易い状態を形成する。それにより、誘導部材６６の厚さは、渦電流Ｉが流れ易いように、表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも充分に厚い予め定められた厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成される。
【００３４】
＜ＩＨヒータの説明＞
続いて、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱するＩＨヒータ８０について説明する。
図５は、本実施の形態のＩＨヒータ８０の構成を説明する断面図である。図５に示したように、ＩＨヒータ８０は、例えば耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体８１、交流磁界を生成する励磁コイル８２を備えている。また、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性体で構成された弾性支持部材８３、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心８４を備えている。さらには、磁界を遮蔽するシールド８５、磁心８４を支持体８１側に加圧する加圧部材８６、励磁コイル８２に交流電流を供給する励磁回路８８を備えている。
【００３５】
支持体８１は、断面が定着ベルト６１の表面形状に沿って湾曲した形状で形成され、励磁コイル８２を支持する上部面（支持面）８１ａが定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（例えば、０．５〜２ｍｍ）を保つように形成されている。また、支持体８１を構成する材質としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の耐熱性のある非磁性材料が用いられる。
励磁コイル８２は、相互に絶縁された例えば直径０．１７ｍｍの銅線材を例えば９０本束ねたリッツ線が長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成される。そして、励磁コイル８２に励磁回路８８から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル８２の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路８８から励磁コイル８２に供給される交流電流の周波数は、一般に、上記した汎用電源により生成される２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚが用いられる。
【００３６】
磁心８４は、例えばソフトフェライト、フェライト樹脂、非晶質合金（アモルファス合金）、やパーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される強磁性体が用いられ、磁路形成手段として機能する。磁心８４は、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を内部に誘導し、磁心８４から定着ベルト６１を横切って感温磁性部材６４方向に向かい、感温磁性部材６４の中を通過して磁心８４に戻るといった磁力線の通路（磁路）を形成する。すなわち、励磁コイル８２にて生成された交流磁界が磁心８４の内部と感温磁性部材６４の内部とを通過するように構成して、磁力線が定着ベルト６１と励磁コイル８２とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。それにより、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁力線が定着ベルト６１の磁心８４と対向する領域に集中される。
ここで、磁心８４は磁路形成による損失が小さい材料が望ましい。具体的には、磁心８４は渦電流損を小さくする形態（スリット等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等）での使用が望ましく、ヒステリシス損の小さい材料で形成されることが望ましい。
また、定着ベルト６１の回転方向に沿った磁心８４の長さは、感温磁性部材６４の定着ベルト６１の回転方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁力線のＩＨヒータ８０周辺への漏洩が減り、力率が向上する。さらには、定着ユニット６０を構成する金属製部材への電磁誘導を抑え、定着ベルト６１（導電発熱層６１２）での発熱効率を高める。
【００３７】
＜定着ベルトが発熱する状態の説明＞
引き続いて、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界によって定着ベルト６１が発熱する状態を説明する。
まず、上記したように、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度は、各色トナー像を定着する定着設定温度以上であって定着ベルト６１の耐熱温度以下となる温度範囲内（例えば、１４０〜２４０℃）に設定されている。そして、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の状態にある場合には、定着ベルト６１に近接する感温磁性部材６４の温度も定着ベルト６１の温度に対応して、透磁率変化開始温度以下となる。そのため、感温磁性部材６４は強磁性を呈するので、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を透過した後、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過する磁路を形成する。ここでの「広がり方向」とは、感温磁性部材６４の厚さ方向と直交する方向を意味する。
【００３８】
図６は、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線（Ｈ）の状態を説明する図である。図６に示したように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を交差して透過し、感温磁性部材６４の内部を広がり方向（厚さ方向と直交する方向）に沿って通過する磁路を形成する。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域での単位面積あたりの磁力線Ｈの数（磁束密度）は多くなる。
【００３９】
すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４から磁力線Ｈが放射されて定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１,Ｒ２を通過した後、磁力線Ｈは強磁性体である感温磁性部材６４の内部に誘導される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは感温磁性部材６４の内部に進入するように集中し、領域Ｒ１,Ｒ２での磁束密度は高くなる。また、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過した磁力線Ｈが再び磁心８４に戻るに際しても、導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る領域Ｒ３では、感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心８４に向けて放射される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは、感温磁性部材６４から集中して磁心８４に向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も高くなる。
【００４０】
磁力線Ｈが厚さ方向に横切る定着ベルト６１の導電発熱層６１２では、単位面積当たりの磁力線Ｈの数（磁束密度）の変化量に比例した渦電流Ｉが発生する。それにより、図６に示したように、磁束密度の変化量が大きい領域Ｒ１,Ｒ２および領域Ｒ３では、大きな渦電流Ｉが発生する。導電発熱層６１２に生じた渦電流Ｉは、導電発熱層６１２の固有抵抗値Ｒと渦電流Ｉの二乗の積であるジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を発生させる。それにより、大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２では、大きなジュール熱Ｗが発生する。
このように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、磁力線Ｈが導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１,Ｒ２や領域Ｒ３において大きな熱が発生する。それにより、定着ベルト６１は加熱される。
【００４１】
ところで、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周面側において定着ベルト６１に近接させて感温磁性部材６４を配置している。それにより、励磁コイル８２にて生成された磁力線Ｈを内部に誘導する磁心８４と、定着ベルト６１を厚さ方向に横切って透過した磁力線Ｈを内部に誘導する感温磁性部材６４とが近接した構成を実現している。そのため、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）により生成された交流磁界は、磁路が短いループを形成するので、磁路内での磁束密度や磁気結合度は高まる。それにより、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合、定着ベルト６１にはさらに効率的に熱が発生する。
【００４２】
＜加圧ロールの説明＞
加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
加圧ロール６２は、例えば直径１８ｍｍの中実のアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２３とが積層されて構成される。そして、例えば２０ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
【００４３】
このように、加圧ロール６２の表面を構成する耐熱性弾性体層６２２と離型層６２３は、比較的柔らかい素材により形成されている。そのため、定着時以外においても加圧ロール６２を定着ベルト６１を介して押圧パッド６３に圧接する状態のまま放置すると、元の形状に復元することができなくなるおそれがある。即ち、加圧ロール６２は、ニップ部Ｎ（定着加圧部）により形成される形状のまま変形してしまう。その場合、ニップ部Ｎに押圧する圧力が設計通りとはならないため、定着を規定通りに行なうことができなくなり、定着ユニット６０そのものの性能を損なうことになる。
【００４４】
よって、加圧ロール６２に加圧部材移動手段としての移動機構２００を設け、定着時以外の時間帯は、加圧ロール６２を、定着ベルト６１から離間させる動作を行なう。即ち、加圧ロール６２は、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着画像を保持した用紙Ｐを挿通するためのニップ部Ｎを形成し、定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動する。つまり本実施の形態では、移動機構２００により加圧ロール６２を移動させることで加圧ロール６２が定着ベルト６１の外周面へ圧接する状態と離間する状態とを変更可能としている。
【００４５】
図７は移動機構２００により加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させた状態を説明した図である。
図７に示すように加圧ロール６２と定着ベルト６１とは離間した状態にある。その結果、加圧ロール６２は、元の円形形状に形状復元がなされるため、加圧ロール６２が変形し元の形状に戻らなくなるおそれが少なくなる。
なお定着を行なう際には、移動機構２００により再び加圧ロール６２を定着ベルト６１と接触させ、図３で説明したニップ部Ｎを形成する位置に戻すことが可能である。
【００４６】
＜加圧ロールと定着ベルトの駆動機構の説明＞
続いて図２、図３、図７を使用して、本実施の形態の定着ユニット６０における加圧ロール６２と定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
【００４７】
ここで、まず定着ユニット６０は、図７に示すような、定着動作前の離間状態に設定されているものとする。定着動作前の待機時では、移動機構２００によって、加圧ロール６２は定着ベルト６１から離れたウォームアップ位置に置かれる。このウォームアップ位置は、ウォームアップ時における加圧ロール６２の配置位置であり、加圧ロール６２が定着ベルト６１とは物理的に接触しない所謂ラッチＯＦＦ状態になる。
【００４８】
図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動部の一例としての駆動モータ９０からの回転駆動力が、回転軸９１に固定された伝達ギヤ９２と、伝達ギヤ９３，９４，９５，９６を介してシャフト９７に伝達される。それにより、加圧ロール６２に回転駆動力が伝わり加圧ロール６２が矢印Ｄ方向に回転駆動される。
【００４９】
次に、駆動モータ９０からの回転駆動力は、回転軸９１に伝達ギヤ９２と同軸に固定された伝達ギヤ１０１と、回転伝達制限部材の一例としてのワンウェイクラッチ１０２を介してシャフト１０３に伝達され、シャフト１０３に結合された伝達ギヤ１０４,１０５から定着ベルト６１の両側に配されたエンドキャップ部材６７のギヤ部６７ｂに伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。このとき、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて矢印Ｃ方向に回転する。
【００５０】
次に、定着ユニット６０は、図３に示すような定着動作時には、移動機構２００によって、加圧ロール６２は定着ベルト６１に圧接した所謂ラッチＯＮ状態に置かれる。ラッチＯＦＦ状態で、加圧ロール６２の表面速度に対して定着ベルト６１の表面速度が遅くなるようにギヤ列の減速比を設定する。このためラッチＯＮ状態では定着ベルト６１が加圧ロール６２に従って回転するようにワンウェイクラッチ１０２が作動することになり、駆動モータ９０からシャフト１０３への回転駆動力の伝達が停止する。つまり図３の状態では、加圧ロール６２には、回転駆動力が伝わっているが、定着ベルト６１には回転駆動力が伝わらない状態となる。そのため駆動モータ９０からの回転駆動力を受け、加圧ロール６２は、矢印Ｄ方向に駆動する一方で、定着ベルト６１は、加圧ロール６２の回転に従って矢印Ｄ方向へ回転する状態となる。即ちこの状態で、駆動モータ９０は、加圧ロール６２を回転させることで定着ベルト６１を回転させている。
【００５１】
なお、本実施の形態の定着ユニット６０は、回転数検知手段の一例である回転検知計１０７を備え、定着ベルト６１の回転数を検知する。回転検知計１０７により検知した定着ベルト６１の回転数を定着ユニット制御部３００に出力される。そして定着ユニット制御部３００は、駆動モータ９０の制御を行なう。即ち、回転検知計１０７により検知した定着ベルト６１の回転数に基づき、駆動モータ９０をフィードバック制御する。また定着ユニット制御部３００は、移動機構２００の制御を行ない、移動機構２００により加圧ロール６２を移動させることで、加圧ロール６２と定着ベルト６１との圧接および離間の各状態を変更する。
【００５２】
移動機構２００は、位置決め駆動源としてのラッチモータ２０１と、ラッチモータ２０１に接続される回転軸２０２と、伝達ギヤ２０３，２０４と、伝達ギヤ２０４に接続されるシャフト２０５と、シャフト２０５により回転する偏心カム２０６と、加圧ロール６２のシャフト９７に接続し偏心カム２０６により移動するレバー２０７とを備えている。そしてこの偏心カム２０６の回転によりレバー２０７が押され、それにより加圧ロール６２が図２で見て上下方向に移動する。これにより加圧ロール６２が、定着ベルト６１との間で圧接、離間の動作を行なう。
【００５３】
＜ＩＨヒータ８０の制御の説明＞
ここで定着動作の際には、定着ユニット制御部３００は、ＩＨヒータ８０の制御も行なっている。そして温度センサ７５から取得された定着ベルト６１の温度に基づき、ＩＨヒータ８０をフィードバック制御する。そしてこれとともに定着ユニット制御部３００は、定着開始後においてＩＨヒータ８０による定着ベルト６１への加熱量を段階的に減少させる制御を行なっている。
【００５４】
図８は、本実施の形態の定着動作開始後における定着ベルト６１の温度変化を説明した図である。
図８において横軸は時間、縦軸は定着ベルト６１の温度を表わす。図中ＩＨヒータ８０による加熱開始後、定着ベルト６１の温度は上昇する。そして時間ａにおいて移動機構２００により加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接する（ラッチＯＮ）。そして時間ａ〜ｂまで定着ベルト６１の温度は下降する。これは、加圧ロール６２により定着ベルト６１の熱が奪われるためである。次に時間ｂ〜時間ｃにおいて定着ベルト６１の温度は、温度Ｔ１でほぼ一定に保持されるように制御される。そして本実施の形態では、時間ｃにおいて、ＩＨヒータ８０に印加する電力量を減少させ、定着ベルト６１の温度を温度Ｔ２まで下降させる。また時間ｄにおいて、ＩＨヒータ８０に印加する電力量を更に減少させ、定着ベルト６１の温度を温度Ｔ３まで下降させる。本実施の形態では、定着ベルト６１の温度を例えば、１℃〜２℃ずつ下降させる制御を行なう。
【００５５】
このようにして定着ユニット制御部３００は、定着開始後においてＩＨヒータ８０に印加する電力量を段階的に減少させる制御を行ない、これに対応して定着ベルト６１の温度も段階的に下降する。定着ベルト６１の温度をこのように段階的に下降させるのは、定着の際に用紙Ｐに供給する熱量をほぼ一定とするためである。つまり定着動作開始後、時間の経過により、定着ベルト６１により発生した熱が、加圧ロール６２に移動することで加圧ロール６２の温度は上昇する。そのため定着の際に用紙Ｐには、定着ベルト６１の他に加圧ロール６２からも熱が供給される。このとき定着ベルト６１の温度がほぼ一定のままであると、用紙Ｐに対し予め定められた熱量よりも過剰の熱が供給されることになる。この場合、用紙Ｐに転写されたトナーが過剰に溶融し、トナーが用紙Ｐに定着されずに、定着ベルト６１側に付着する所謂ホットオフセット現象が生じやすくなる。この現象が生じると形成される画像が悪化する。また用紙Ｐに過剰な熱を供給することで、電力消費量が増加しやすくなる。
【００５６】
ここで従来は、時間ｃ，ｄは予め定められており、変更しないのが一般的であった。つまり本実施の形態の定着ユニット６０では、加圧ロール６２に温度を検知する手段を有しないため、加圧ロール６２の温度変化を考慮せずにＩＨヒータ８０の制御を行なっていた。
しかしながらこの場合、用紙Ｐに供給される熱量が一定になりにくく、上述したホットオフセット現象が生じることがある。
そこで本実施の形態では、加圧ロール６２の温度変化に応じて変化する定着ベルト６１の回転数に応じて定着開始後における定着ベルト６１への加熱量を調整する。これにより加圧ロール６２に温度を検知する手段の有無にかかわらず、加圧ロール６２の温度変化を考慮してＩＨヒータ８０の制御を行い、定着ベルト６１の加熱量を調整することができる。
【００５７】
図９は、加圧ロール６２の表面温度に対する定着ベルト６１の回転数について説明した図である。
図９において横軸は加圧ロール６２の温度を表わし、縦軸は定着ベルト６１表面の線速度を表わす。図９に示すように加圧ロール６２の表面温度が上昇すると定着ベルト６１の線速度は増加する。定着ベルト６１表面の線速度は、定着ベルト６１の回転数と対応関係にあり、この場合、加圧ロール６２の表面温度が上昇すると定着ベルト６１の回転数が増加することを意味する。これは加圧ロール６２の温度が変化すると加圧ロール６２に径変化が生じるためである。即ち、加圧ロール６２の温度が高くなると、加圧ロール６２は膨張し、直径が大きくなる。よって加圧ロール６２の回転数の変化がなければ、定着ベルト６１の回転数は増加する。本実施の形態では、上述した通りラッチＯＮ後の駆動モータ９０（図３参照）からの回転駆動力は、加圧ロール６２側に伝わり、定着ベルト６１側には伝わらない。これにより駆動源は、加圧ロール６２側となり、加圧ロール６２は予め定められた回転数で回転する。そのため定着ベルト６１の回転数は、加圧ロール６２の径変化に対応したものとなる。これは加圧ロール６２の温度に対応して定着ベルト６１の回転数が変化すると言い換えることもできる。
【００５８】
つまり加圧ロール６２の温度を検知する手段の有無にかかわらず、定着ベルト６１の回転数を検知する回転検知計１０７（図２参照）を利用し、定着ベルト６１の回転数の変化を監視することで、加圧ロール６２の温度を予測することができる。本実施の形態では、ラッチＯＮ後の定着ベルト６１の回転数の変化に応じてＩＨヒータ８０を制御し、定着ベルト６１の加熱を行なう。より具体的には、ＩＨヒータ８０による定着ベルト６１への加熱量を段階的に減少させる時間を変化させる。つまり図８で説明した時間ｃ，ｄを定着ベルト６１の回転数の変化に応じて変更する。このようにすれば加圧ロール６２の温度を考慮してＩＨヒータ８０を制御することになり、その結果、用紙Ｐに供給される熱量がほぼ一定となりやすい。そのためホットオフセット現象がより生じにくくなる。更にＩＨヒータ８０により適切な電力量を印加することができ、消費電力を節減しやすい。
【００５９】
図１０は、ＩＨヒータ８０の制御を行なうための定着ユニット制御部３００の構成について説明した図である。そして図１１は、定着ユニット制御部３００が行なう処理の流れについて説明したフローチャートである。
【００６０】
定着ユニット制御部３００は、制御部３１（図１参照）との間でコマンドの送受信を行なうための入出力部３０１と、移動機構２００により加圧ロール６２の移動を行なう加圧ロール移動部３０２と、定着ベルト６１の回転数を取得する定着ベルト回転数取得部３０３と、定着ベルト６１の回転数の変化からＩＨヒータ８０の制御パターンを決定する制御パターン決定部３０４と、定着ベルト６１の回転数の変化とＩＨヒータ８０の制御パターンの関係を記憶する記憶部３０５と、制御パターン決定部３０４により決定された制御パターンによりＩＨヒータ８０に印加する電力を調整する電力調整部３０６とからなる。
【００６１】
ここで、定着ベルト回転数取得部３０３は、定着ベルト６１の回転数について、回転検知計１０７（図２参照）から取得する。そしてこれから制御パターン決定部３０４が定着ベルト６１の回転数の変化を算出する。
【００６２】
本実施の形態において、記憶部３０５に記憶されている定着ベルト６１の回転数の変化とＩＨヒータ８０の制御パターンの関係は、例えばＬＵＴ（Look up Table）のような形で作成されている。
【００６３】
図１２は、定着ベルト６１の回転数の変化とＩＨヒータ８０の制御パターンについて作成されたＬＵＴの一例である。
図１２では、定着ベルト６１の回転数と対応関係にある定着ベルト６１表面の線速度を検知し、この線速度（ｍｍ／ｓ）の変化量に対するＩＨヒータ８０に印加する電力量を減少させるタイミング（ｓ）について規定されている。このタイミングは、図８の時間ｃ，ｄに対応する。このＬＵＴでは、定着ベルト６１表面の標準的な線速度である目標線速度と実際の線速度を比較し、この変化量により３段階に分け、このそれぞれに対する電力量を減少させるタイミング（ｓ）が設定されている。具体的には、本実施の形態では、ラッチＯＮ後、１ｓ後の定着ベルト６１表面の線速度を検知する。目標線速度に対する実際の線速度の変化量が＋４ｍｍ／ｓ以上である場合、０ｍｍ／ｓ以上＋４ｍｍ／ｓ未満である場合、０ｍｍ／ｓ未満である場合に分けられる。これらの線速度の変化量は、それぞれ加圧ロール６２が高温の場合、中温の場合、低温の場合に対応している。
【００６４】
次に、図１０および図１１を使用して、定着ユニット制御部３００が行なう処理について説明を行なう。
まず入出力部３０１が制御部３１（図１参照）から定着動作開始のコマンドを受信する（ステップ１０１）。定着動作開始のコマンドを受信すると、加圧ロール移動部３０２が、移動機構２００に制御信号を出力し加圧ロール６２を定着ベルト６１に圧接させる方向に移動させる（ステップ１０２）。それとともに電力調整部３０６が、ＩＨヒータ８０に対する電力の印加を開始する（ステップ１０３）。また定着ベルト回転数取得部３０３が、ラッチＯＮ後、１ｓ後の定着ベルト６１の回転数を取得する（ステップ１０４）。次に制御パターン決定部３０４が、定着ベルト６１の回転数の変化を導出して記憶部３０５のＬＵＴを参照し、定着ベルト６１の回転数の変化からＩＨヒータ８０の制御パターンを決定する（ステップ１０５）。そして電力調整部３０６は、この制御パターンによりＩＨヒータ８０を制御し、図８で説明した３回目の加熱を行なう（ステップ１０６）。
【００６５】
なお上述した例では、定着ベルト回転数取得部３０３が、ラッチＯＮ後、１ｓ後の定着ベルト６１の回転数を取得し、これによりＩＨヒータ８０の制御パターンを決定していたが、これに限られるものではない。この時間は任意に設定できる。また複数回取得し、その度にＩＨヒータ８０の制御パターンを決定してもよい。この場合、例えば、ラッチＯＮ後、１ｓ後の定着ベルト６１の回転数からＩＨヒータ８０の制御パターンを決定し、更にその後の定着ベルト６１の回転数によりＩＨヒータ８０の制御パターンが変更されることになる。
【００６６】
本実施の形態においてＩＨヒータ８０の制御は、定着ユニット制御部３００が行なっている。この場合定着ユニット制御部３００は、加熱手段を制御する加熱制御手段として捉えることができる。なお本実施の形態では、このような制御を定着ユニット６０に設けられた定着ユニット制御部３００で行なったが、これに限られるものではなく、例えば制御部３１で行なってもよい。
【００６７】
また本実施の形態における定着ユニット制御部３００が行なう動作は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、定着ユニット制御部３００に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵが、定着ユニット制御部３００内の入出力部３０１、加圧ロール移動部３０２、定着ベルト回転数取得部３０３、制御パターン決定部３０４、記憶部３０５、電力調整部３０６等の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
【００６８】
よって図１２において説明した定着ユニット制御部３００が行なう処理を実現するためのプログラムは、コンピュータに、加圧ロール６２の温度変化に応じて変化する定着ベルト６１の回転数を取得する機能と、定着ベルト６１の回転数の変化に基づき、定着開始後における定着ベルト６１への加熱量を調整する手順を決定する機能と、この手順に基づき、ＩＨヒータ８０を制御する機能と、を実現するためのプログラムとして捉えることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…画像形成装置、６０…定着ユニット、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、７５…温度センサ、８０…ＩＨヒータ、９０…駆動モータ、１０７…回転検知計、２００…移動機構、３００…定着ユニット制御部、Ｎ…ニップ部、Ｐ…用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、画像形成装置、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、更にこのトナー像を記録材に転写し、これを定着装置によって定着して画像形成している。
【０００３】
特許文献１には、１対の熱ローラと加圧ローラとを有し、それぞれにヒータが内蔵される定着装置であり、加圧ローラは支を中心に上下に回動するレバーに保持され熱ローラに対して圧着及び圧着が解除されるようになっており、そして加圧ローラの所定の位置にこの表面温度を検出する非接触のセンサが設けられ該センサは加圧ローラの圧着時と解除時との何れの場合でも加圧ローラとの距離が変わらない位置に配置するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで一般に、定着装置の定着部材の温度を制御することは、定着動作を安定して行なうという観点から重要である。ところが定着部材の温度が、加圧部材の温度に影響を受けることがある。そしてこの場合、定着動作を安定して行なうことができないことがあった。
本発明は、加圧部材の温度を検知する手段の有無にかかわらず加圧部材の温度に対応して定着部材の温度制御を行なうことができ、定着動作を安定して行なうことができる定着装置等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】
請求項１に記載の発明は、記録材にトナー像を定着する定着部材と、前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記加圧部材を回転させることで前記定着部材を回転させる駆動部と、前記定着部材の回転数を検知する回転数検知手段と、を備え、前記加熱手段は、前記加圧部材の温度変化に応じて変化する前記定着部材の回転数に応じて定着開始後における当該定着部材への加熱量を調整することを特徴とする定着装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記加熱手段は、前記定着部材への加熱量を段階的に減少させるとともに加熱量を段階的に減少させる時間を変化させることで当該定着部材への加熱量を調整することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記加圧部材を移動させることで当該加圧部材が前記定着部材の外周面へ圧接する状態と離間する状態とを変更可能とする加圧部材移動手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材にトナー像を定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、当該定着部材を加熱する加熱手段と、当該加圧部材を回転させることで当該定着部材を回転させる駆動部と、当該定着部材の回転数を検知する回転数検知手段と、を備える定着手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、前記加圧部材の温度変化に応じて変化する前記定着部材の回転数を前記回転数検知手段から取得し、取得した当該回転数に応じて定着開始後における当該定着部材への加熱量を前記加熱手段を制御することで調整することを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、前記加熱制御手段は、前記定着部材への加熱量を段階的に減少させるとともに加熱量を段階的に減少させる時間を変化させるように前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、コンピュータに、加圧部材の温度変化に応じて変化する定着部材の回転数を取得する機能と、前記定着部材の回転数の変化に基づき、定着開始後における当該定着部材への加熱量を調整する手順を決定する機能と、前記手順に基づき、加熱手段を制御する機能と、を実現するためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、加圧部材の温度を検知する手段の有無にかかわらず加圧部材の温度に対応して定着部材の温度制御を行なうことができ、定着動作を安定して行なうことができる定着装置を提供できる。
請求項２の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、定着部材の温度制御がより簡単になる。
請求項３の発明によれば、加圧部材が定着部材の外周面へ圧接する際の定着部材の回転数により加熱手段の制御パターンを決定することができる。
請求項４の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、より良好な画質を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して、画像形成装置の制御がより簡単になる。
請求項６の発明によれば、加圧部材の温度を検知する手段の有無にかかわらず加圧部材の温度に対応して定着部材の温度制御を行なう機能をコンピュータにより実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。
【図２】本実施の形態の定着ユニットの構成を示す正面図である。
【図３】図２における定着装置のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】定着ベルトの断面層構成図である。
【図５】本実施の形態のＩＨヒータの構成を説明する断面図である。
【図６】定着ベルトの温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線の状態を説明する図である。
【図７】移動機構により加圧ロールを定着ベルトから離間させた状態を説明した図である。
【図８】本実施の形態の定着動作開始後における定着ベルトの温度変化を説明した図である。
【図９】加圧ロールの表面温度に対する定着ベルトの回転数について説明した図である。
【図１０】ＩＨヒータの制御を行なうための定着ユニット制御部の構成について説明した図である。
【図１１】定着ユニット制御部が行なう処理の流れについて説明したフローチャートである。
【図１２】定着ベルトの回転数の変化とＩＨヒータの制御パターンについて作成されたＬＵＴの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置の説明＞
図１は本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１を備えている。さらには、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部３２、通信部３２にて受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部３３を備えている。
【００１４】
画像形成部１０は、トナー像を形成するトナー像形成手段の一例であり、予め定められた間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００１５】
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段（定着装置）の一例としての定着ユニット６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２によりトナー像を用紙Ｐに転写する転写手段が構成される。
【００１６】
本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３１による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で一様に帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００１７】
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
【００１８】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
【００１９】
＜定着ユニットの構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着ユニット６０について説明する。
図２および図３は本実施の形態の定着ユニット６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、断面図である図３に示すように、定着ユニット６０は、交流磁界を生成するＩＨ（Induction Heating）ヒータ８０、ＩＨヒータ８０により電磁誘導加熱されて用紙Ｐにトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１、定着ベルト６１に対向するように配置される加圧部材の一例としての加圧ロール６２、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３を備えている。
さらに、定着ユニット６０は、押圧パッド６３等の構成部材を支持するホルダ６５、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界を誘導して磁路を形成する感温磁性部材６４、感温磁性部材６４を通過した磁力線を誘導する誘導部材６６、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材７０、定着ベルト６１の表面に接触して配設され定着ベルト６１の温度を検知する温度検知手段の一例としての温度センサ７５を備えている。また詳しくは後述するが、加圧ロール６２は、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着トナー像を保持した用紙Ｐが通過するためのニップ部Ｎ（定着加圧部）を形成し、定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動する移動機構２００を備える。なお本実施の形態において、ＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１を加熱する加熱手段として捉えることができる。
【００２０】
＜定着ベルトの説明＞
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３７０ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電発熱層６１２、トナー像の定着性を向上させる弾性層６１３、最上層に被覆された表面離型層６１４からなる多層構造のベルト部材である。
【００２１】
基材層６１１は、薄層の導電発熱層６１２を支持するとともに、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。また、基材層６１１は、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界が感温磁性部材６４まで作用するように、磁界を通過させる物性（比透磁率、固有抵抗）を持った材質、厚さで形成される。一方、基材層６１１自身は、磁界の作用により発熱しないか、または発熱し難く構成される。
具体的には、基材層６１１として、例えば、厚さ３０〜２００μｍ（好ましくは５０〜１５０μｍ）の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ６０〜２００μｍの樹脂材料等が用いられる。
【００２２】
導電発熱層６１２は、導電層の一例であって、ＩＨヒータ８０にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層である。すなわち、導電発熱層６１２は、ＩＨヒータ８０からの交流磁界が厚さ方向に通過することにより、渦電流を発生させる層である。
通常、ＩＨヒータ８０に交流電流を供給する励磁回路（後段の図５も参照）の電源として、安価に製造できる汎用電源が使用される。そのため、ＩＨヒータ８０により生成される交流磁界の周波数は、一般に、汎用電源による２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚとなる。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
【００２３】
導電発熱層６１２に交流磁界が侵入できる領域は、交流磁界が１/ｅに減衰する領域である「表皮深さ（δ）」として規定され、次の（１）式から導かれる。（１）式において、ｆは交流磁界の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）、ρは固有抵抗値（Ω・ｍ）、μｒは比透磁率である。
そのため、導電発熱層６１２の厚さは、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が導電発熱層６１２を侵入し通過するように、（１）式で規定される導電発熱層６１２の表皮深さ（δ）よりも薄層に構成される。また、導電発熱層６１２を構成する材料として、例えば、Ａｕ,Ａｇ,Ａｌ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｓｎ,Ｐｂ,Ｂｉ,Ｂｅ,Ｓｂ等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
【００２４】
【数１】
【００２５】
具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２〜２０μｍ、固有抵抗２．７×１０−８Ω・ｍ以下の例えばＣｕ等の非磁性金属（比透磁率が概ね１の非磁性体）が用いられる。
また、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱されるまでに要する時間（以下、「ウォームアップタイム」）を短縮する観点からも、導電発熱層６１２は、薄層に構成するのが好ましい。
【００２６】
次に、弾性層６１３は、シリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される。定着対象となる用紙Ｐに保持されるトナー像は、粉体である各色トナーが積層して形成されている。そのため、ニップ部Ｎにおいてトナー像の全体により均一に熱を供給するには、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１表面が変形することが好ましい。そこで、弾性層６１３には、例えば厚みが１００〜６００μｍ、硬度が１０°〜３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムが好適である。
表面離型層６１４は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材質が使用される。例えば、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重合体)、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層６１４の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層６１４の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１〜５０μｍが好適である。
【００２７】
＜押圧パッドの説明＞
押圧パッド６３は、シリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成され、加圧ロール６２と対向する位置にてホルダ６５に支持される。そして、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される状態で配置され、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎ（定着加圧部）を形成する。
また、押圧パッド６３は、ニップ部Ｎの入口側（用紙Ｐの搬送方向上流側）のプレニップ領域６３ａと、ニップ部Ｎの出口側（用紙Ｐの搬送方向下流側）の剥離ニップ領域６３ｂとで異なるニップ圧が設定されている。すなわち、プレニップ領域６３ａでは、加圧ロール６２側の面がほぼ加圧ロール６２の外周面に倣う円弧形状に形成され、より均一で幅の広いニップ部Ｎを形成する。また、剥離ニップ領域６３ｂでは、剥離ニップ領域６３ｂを通過する定着ベルト６１の曲率半径が小さくなるように、加圧ロール６２表面から局所的に大きなニップ圧で押圧されるように形成される。それにより、剥離ニップ領域６３ｂを通過する用紙Ｐに定着ベルト６１表面から離れる方向のカール（ダウンカール）を形成して、用紙Ｐに対する定着ベルト６１表面からの剥離を促進させている。
【００２８】
なお、本実施の形態では、押圧パッド６３による剥離の補助手段として、ニップ部Ｎの下流側に、剥離補助部材７０を配置している。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト６１の回転移動方向と対向する向き（所謂カウンタ方向）に定着ベルト６１と近接する状態でホルダ７２によって支持される。そして、押圧パッド６３の出口にて用紙Ｐに形成されたカール部分を剥離バッフル７１により支持することで、用紙Ｐが定着ベルト６１方向に向かうことを抑制する。
【００２９】
＜感温磁性部材の説明＞
次に、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の内周面に倣った円弧形状で形成され、定着ベルト６１の内周面とは予め定めた間隙（例えば、０．５〜１．５ｍｍ）を有するように近接させるが、非接触で配置される。感温磁性部材６４を定着ベルト６１と近接させて配置するのは、感温磁性部材６４の温度が定着ベルト６１の温度に対応して変化する、すなわち、感温磁性部材６４の温度が定着ベルト６１の温度と略同じ温度となるように構成するためである。また、感温磁性部材６４を定着ベルト６１と非接触で配置するのは、画像形成装置１のメインスイッチがオンされ、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱される際に、定着ベルト６１の熱が感温磁性部材６４に流入するのを抑制して、ウォームアップタイムの短縮を図るためである。
【００３０】
また、感温磁性部材６４は、その磁気特性の透磁率が急変する温度である「透磁率変化開始温度」（後段参照）が各色トナー像が溶融する定着設定温度以上であって、定着ベルト６１の弾性層６１３や表面離型層６１４の耐熱温度よりも低い温度範囲内に設定された材質で構成される。すなわち、感温磁性部材６４は、定着設定温度を含む温度領域において強磁性と非磁性（常磁性）との間を可逆的に変化する特性（「感温磁性」）を有する材質で構成される。そして、感温磁性部材６４は、強磁性を呈する透磁率変化開始温度以下の温度範囲において磁路形成部材として機能し、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を内部に誘導して、感温磁性部材６４の内部を通過する交流磁界（磁力線）の磁路を形成する。それにより、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１とＩＨヒータ８０の励磁コイル８２（後段の図５参照）とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。一方、透磁率変化開始温度を超える温度範囲においては、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を、感温磁性部材６４の厚さ方向に横切るように透過させる。それにより、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線は、感温磁性部材６４を透過し、誘導部材６６の内部を通過してＩＨヒータ８０に戻る磁路を形成する。
なお、ここでの「透磁率変化開始温度」とは、透磁率（例えば、ＪＩＳ Ｃ２５３１で測定される透磁率）が連続的に低下を開始する温度であり、例えば感温磁性部材６４等の部材を透過する磁束量（磁力線の数）が変化し始める温度点をいう。したがって、透磁率変化開始温度は、物質の磁性が消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。
【００３１】
感温磁性部材６４に用いる材質としては、透磁率変化開始温度が例えば１４０（定着設定温度）〜２４０℃の範囲内に設定された例えばＦｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）等の二元系感温磁性合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の三元系の感温磁性合金等が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系感温磁性合金においては約Ｆｅ６４％、Ｎｉ３６％（原子数比）とすることで２２５℃前後に透磁率変化開始温度を設定することができる。このようなパーマロイや感温磁性合金等の金属合金等は、成型性や加工性に優れ、熱伝導性も高く安価である等の理由から、感温磁性部材６４に適する。その他の材質としては、Ｆｅ,Ｎｉ,Ｓｉ,Ｂ,Ｎｂ,Ｃｕ,Ｚｒ,Ｃｏ,Ｃｒ,Ｖ,Ｍｎ,Ｍｏ等からなる金属合金が用いられる。
また、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）に対する表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも厚い厚さで形成される。具体的には、例えばＦｅ−Ｎｉ合金を用いた場合には５０〜３００μｍ程度に設定される。
【００３２】
＜ホルダの説明＞
押圧パッド６３を支持するホルダ６５は、押圧パッド６３が加圧ロール６２からの押圧力を受けた状態での撓み量が一定量以下となるように、剛性の高い材料で構成される。それにより、ニップ部Ｎにおける長手方向の圧力（ニップ圧）の均一性を維持している。さらに、本実施の形態の定着ユニット６０では、電磁誘導を用いて定着ベルト６１を加熱する構成を採用していることから、ホルダ６５は、誘導磁界に影響を与えないか、または与え難い材料であり、かつ、誘導磁界から影響を受けないか、または受け難い材料で構成される。例えば、ガラス混入ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂や、例えばＡｌ,Ｃｕ,Ａｇ等の非磁性金属材料等が用いられる。
【００３３】
＜誘導部材の説明＞
誘導部材６６は、感温磁性部材６４の内周面に倣った円弧形状で形成され、感温磁性部材６４の内周面とは予め定めた間隙（例えば、１．０〜５．０ｍｍ）を有する非接触に配置される。また、誘導部材６６は、例えばＡｇ,Ｃｕ,Ａｌといった固有抵抗値が比較的小さい非磁性金属で構成される。そして、感温磁性部材６４が透磁率変化開始温度以上の温度に上昇した際に、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）を誘導して、定着ベルト６１の導電発熱層６１２よりも渦電流Ｉが発生し易い状態を形成する。それにより、誘導部材６６の厚さは、渦電流Ｉが流れ易いように、表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも充分に厚い予め定められた厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成される。
【００３４】
＜ＩＨヒータの説明＞
続いて、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱するＩＨヒータ８０について説明する。
図５は、本実施の形態のＩＨヒータ８０の構成を説明する断面図である。図５に示したように、ＩＨヒータ８０は、例えば耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体８１、交流磁界を生成する励磁コイル８２を備えている。また、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性体で構成された弾性支持部材８３、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心８４を備えている。さらには、磁界を遮蔽するシールド８５、磁心８４を支持体８１側に加圧する加圧部材８６、励磁コイル８２に交流電流を供給する励磁回路８８を備えている。
【００３５】
支持体８１は、断面が定着ベルト６１の表面形状に沿って湾曲した形状で形成され、励磁コイル８２を支持する上部面（支持面）８１ａが定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（例えば、０．５〜２ｍｍ）を保つように形成されている。また、支持体８１を構成する材質としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の耐熱性のある非磁性材料が用いられる。
励磁コイル８２は、相互に絶縁された例えば直径０．１７ｍｍの銅線材を例えば９０本束ねたリッツ線が長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成される。そして、励磁コイル８２に励磁回路８８から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル８２の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路８８から励磁コイル８２に供給される交流電流の周波数は、一般に、上記した汎用電源により生成される２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚが用いられる。
【００３６】
磁心８４は、例えばソフトフェライト、フェライト樹脂、非晶質合金（アモルファス合金）、やパーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される強磁性体が用いられ、磁路形成手段として機能する。磁心８４は、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を内部に誘導し、磁心８４から定着ベルト６１を横切って感温磁性部材６４方向に向かい、感温磁性部材６４の中を通過して磁心８４に戻るといった磁力線の通路（磁路）を形成する。すなわち、励磁コイル８２にて生成された交流磁界が磁心８４の内部と感温磁性部材６４の内部とを通過するように構成して、磁力線が定着ベルト６１と励磁コイル８２とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。それにより、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁力線が定着ベルト６１の磁心８４と対向する領域に集中される。
ここで、磁心８４は磁路形成による損失が小さい材料が望ましい。具体的には、磁心８４は渦電流損を小さくする形態（スリット等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等）での使用が望ましく、ヒステリシス損の小さい材料で形成されることが望ましい。
また、定着ベルト６１の回転方向に沿った磁心８４の長さは、感温磁性部材６４の定着ベルト６１の回転方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁力線のＩＨヒータ８０周辺への漏洩が減り、力率が向上する。さらには、定着ユニット６０を構成する金属製部材への電磁誘導を抑え、定着ベルト６１（導電発熱層６１２）での発熱効率を高める。
【００３７】
＜定着ベルトが発熱する状態の説明＞
引き続いて、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界によって定着ベルト６１が発熱する状態を説明する。
まず、上記したように、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度は、各色トナー像を定着する定着設定温度以上であって定着ベルト６１の耐熱温度以下となる温度範囲内（例えば、１４０〜２４０℃）に設定されている。そして、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の状態にある場合には、定着ベルト６１に近接する感温磁性部材６４の温度も定着ベルト６１の温度に対応して、透磁率変化開始温度以下となる。そのため、感温磁性部材６４は強磁性を呈するので、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を透過した後、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過する磁路を形成する。ここでの「広がり方向」とは、感温磁性部材６４の厚さ方向と直交する方向を意味する。
【００３８】
図６は、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線（Ｈ）の状態を説明する図である。図６に示したように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を交差して透過し、感温磁性部材６４の内部を広がり方向（厚さ方向と直交する方向）に沿って通過する磁路を形成する。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域での単位面積あたりの磁力線Ｈの数（磁束密度）は多くなる。
【００３９】
すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４から磁力線Ｈが放射されて定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１,Ｒ２を通過した後、磁力線Ｈは強磁性体である感温磁性部材６４の内部に誘導される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは感温磁性部材６４の内部に進入するように集中し、領域Ｒ１,Ｒ２での磁束密度は高くなる。また、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過した磁力線Ｈが再び磁心８４に戻るに際しても、導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る領域Ｒ３では、感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心８４に向けて放射される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは、感温磁性部材６４から集中して磁心８４に向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も高くなる。
【００４０】
磁力線Ｈが厚さ方向に横切る定着ベルト６１の導電発熱層６１２では、単位面積当たりの磁力線Ｈの数（磁束密度）の変化量に比例した渦電流Ｉが発生する。それにより、図６に示したように、磁束密度の変化量が大きい領域Ｒ１,Ｒ２および領域Ｒ３では、大きな渦電流Ｉが発生する。導電発熱層６１２に生じた渦電流Ｉは、導電発熱層６１２の固有抵抗値Ｒと渦電流Ｉの二乗の積であるジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を発生させる。それにより、大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２では、大きなジュール熱Ｗが発生する。
このように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、磁力線Ｈが導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１,Ｒ２や領域Ｒ３において大きな熱が発生する。それにより、定着ベルト６１は加熱される。
【００４１】
ところで、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周面側において定着ベルト６１に近接させて感温磁性部材６４を配置している。それにより、励磁コイル８２にて生成された磁力線Ｈを内部に誘導する磁心８４と、定着ベルト６１を厚さ方向に横切って透過した磁力線Ｈを内部に誘導する感温磁性部材６４とが近接した構成を実現している。そのため、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）により生成された交流磁界は、磁路が短いループを形成するので、磁路内での磁束密度や磁気結合度は高まる。それにより、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合、定着ベルト６１にはさらに効率的に熱が発生する。
【００４２】
＜加圧ロールの説明＞
加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
加圧ロール６２は、例えば直径１８ｍｍの中実のアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２３とが積層されて構成される。そして、例えば２０ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
【００４３】
このように、加圧ロール６２の表面を構成する耐熱性弾性体層６２２と離型層６２３は、比較的柔らかい素材により形成されている。そのため、定着時以外においても加圧ロール６２を定着ベルト６１を介して押圧パッド６３に圧接する状態のまま放置すると、元の形状に復元することができなくなるおそれがある。即ち、加圧ロール６２は、ニップ部Ｎ（定着加圧部）により形成される形状のまま変形してしまう。その場合、ニップ部Ｎに押圧する圧力が設計通りとはならないため、定着を規定通りに行なうことができなくなり、定着ユニット６０そのものの性能を損なうことになる。
【００４４】
よって、加圧ロール６２に加圧部材移動手段としての移動機構２００を設け、定着時以外の時間帯は、加圧ロール６２を、定着ベルト６１から離間させる動作を行なう。即ち、加圧ロール６２は、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着画像を保持した用紙Ｐを挿通するためのニップ部Ｎを形成し、定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動する。つまり本実施の形態では、移動機構２００により加圧ロール６２を移動させることで加圧ロール６２が定着ベルト６１の外周面へ圧接する状態と離間する状態とを変更可能としている。
【００４５】
図７は移動機構２００により加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させた状態を説明した図である。
図７に示すように加圧ロール６２と定着ベルト６１とは離間した状態にある。その結果、加圧ロール６２は、元の円形形状に形状復元がなされるため、加圧ロール６２が変形し元の形状に戻らなくなるおそれが少なくなる。
なお定着を行なう際には、移動機構２００により再び加圧ロール６２を定着ベルト６１と接触させ、図３で説明したニップ部Ｎを形成する位置に戻すことが可能である。
【００４６】
＜加圧ロールと定着ベルトの駆動機構の説明＞
続いて図２、図３、図７を使用して、本実施の形態の定着ユニット６０における加圧ロール６２と定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
【００４７】
ここで、まず定着ユニット６０は、図７に示すような、定着動作前の離間状態に設定されているものとする。定着動作前の待機時では、移動機構２００によって、加圧ロール６２は定着ベルト６１から離れたウォームアップ位置に置かれる。このウォームアップ位置は、ウォームアップ時における加圧ロール６２の配置位置であり、加圧ロール６２が定着ベルト６１とは物理的に接触しない所謂ラッチＯＦＦ状態になる。
【００４８】
図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動部の一例としての駆動モータ９０からの回転駆動力が、回転軸９１に固定された伝達ギヤ９２と、伝達ギヤ９３，９４，９５，９６を介してシャフト９７に伝達される。それにより、加圧ロール６２に回転駆動力が伝わり加圧ロール６２が矢印Ｄ方向に回転駆動される。
【００４９】
次に、駆動モータ９０からの回転駆動力は、回転軸９１に伝達ギヤ９２と同軸に固定された伝達ギヤ１０１と、回転伝達制限部材の一例としてのワンウェイクラッチ１０２を介してシャフト１０３に伝達され、シャフト１０３に結合された伝達ギヤ１０４,１０５から定着ベルト６１の両側に配されたエンドキャップ部材６７のギヤ部６７ｂに伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。このとき、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて矢印Ｃ方向に回転する。
【００５０】
次に、定着ユニット６０は、図３に示すような定着動作時には、移動機構２００によって、加圧ロール６２は定着ベルト６１に圧接した所謂ラッチＯＮ状態に置かれる。ラッチＯＦＦ状態で、加圧ロール６２の表面速度に対して定着ベルト６１の表面速度が遅くなるようにギヤ列の減速比を設定する。このためラッチＯＮ状態では定着ベルト６１が加圧ロール６２に従って回転するようにワンウェイクラッチ１０２が作動することになり、駆動モータ９０からシャフト１０３への回転駆動力の伝達が停止する。つまり図３の状態では、加圧ロール６２には、回転駆動力が伝わっているが、定着ベルト６１には回転駆動力が伝わらない状態となる。そのため駆動モータ９０からの回転駆動力を受け、加圧ロール６２は、矢印Ｄ方向に駆動する一方で、定着ベルト６１は、加圧ロール６２の回転に従って矢印Ｄ方向へ回転する状態となる。即ちこの状態で、駆動モータ９０は、加圧ロール６２を回転させることで定着ベルト６１を回転させている。
【００５１】
なお、本実施の形態の定着ユニット６０は、回転数検知手段の一例である回転検知計１０７を備え、定着ベルト６１の回転数を検知する。回転検知計１０７により検知した定着ベルト６１の回転数を定着ユニット制御部３００に出力される。そして定着ユニット制御部３００は、駆動モータ９０の制御を行なう。即ち、回転検知計１０７により検知した定着ベルト６１の回転数に基づき、駆動モータ９０をフィードバック制御する。また定着ユニット制御部３００は、移動機構２００の制御を行ない、移動機構２００により加圧ロール６２を移動させることで、加圧ロール６２と定着ベルト６１との圧接および離間の各状態を変更する。
【００５２】
移動機構２００は、位置決め駆動源としてのラッチモータ２０１と、ラッチモータ２０１に接続される回転軸２０２と、伝達ギヤ２０３，２０４と、伝達ギヤ２０４に接続されるシャフト２０５と、シャフト２０５により回転する偏心カム２０６と、加圧ロール６２のシャフト９７に接続し偏心カム２０６により移動するレバー２０７とを備えている。そしてこの偏心カム２０６の回転によりレバー２０７が押され、それにより加圧ロール６２が図２で見て上下方向に移動する。これにより加圧ロール６２が、定着ベルト６１との間で圧接、離間の動作を行なう。
【００５３】
＜ＩＨヒータ８０の制御の説明＞
ここで定着動作の際には、定着ユニット制御部３００は、ＩＨヒータ８０の制御も行なっている。そして温度センサ７５から取得された定着ベルト６１の温度に基づき、ＩＨヒータ８０をフィードバック制御する。そしてこれとともに定着ユニット制御部３００は、定着開始後においてＩＨヒータ８０による定着ベルト６１への加熱量を段階的に減少させる制御を行なっている。
【００５４】
図８は、本実施の形態の定着動作開始後における定着ベルト６１の温度変化を説明した図である。
図８において横軸は時間、縦軸は定着ベルト６１の温度を表わす。図中ＩＨヒータ８０による加熱開始後、定着ベルト６１の温度は上昇する。そして時間ａにおいて移動機構２００により加圧ロール６２が定着ベルト６１に圧接する（ラッチＯＮ）。そして時間ａ〜ｂまで定着ベルト６１の温度は下降する。これは、加圧ロール６２により定着ベルト６１の熱が奪われるためである。次に時間ｂ〜時間ｃにおいて定着ベルト６１の温度は、温度Ｔ１でほぼ一定に保持されるように制御される。そして本実施の形態では、時間ｃにおいて、ＩＨヒータ８０に印加する電力量を減少させ、定着ベルト６１の温度を温度Ｔ２まで下降させる。また時間ｄにおいて、ＩＨヒータ８０に印加する電力量を更に減少させ、定着ベルト６１の温度を温度Ｔ３まで下降させる。本実施の形態では、定着ベルト６１の温度を例えば、１℃〜２℃ずつ下降させる制御を行なう。
【００５５】
このようにして定着ユニット制御部３００は、定着開始後においてＩＨヒータ８０に印加する電力量を段階的に減少させる制御を行ない、これに対応して定着ベルト６１の温度も段階的に下降する。定着ベルト６１の温度をこのように段階的に下降させるのは、定着の際に用紙Ｐに供給する熱量をほぼ一定とするためである。つまり定着動作開始後、時間の経過により、定着ベルト６１により発生した熱が、加圧ロール６２に移動することで加圧ロール６２の温度は上昇する。そのため定着の際に用紙Ｐには、定着ベルト６１の他に加圧ロール６２からも熱が供給される。このとき定着ベルト６１の温度がほぼ一定のままであると、用紙Ｐに対し予め定められた熱量よりも過剰の熱が供給されることになる。この場合、用紙Ｐに転写されたトナーが過剰に溶融し、トナーが用紙Ｐに定着されずに、定着ベルト６１側に付着する所謂ホットオフセット現象が生じやすくなる。この現象が生じると形成される画像が悪化する。また用紙Ｐに過剰な熱を供給することで、電力消費量が増加しやすくなる。
【００５６】
ここで従来は、時間ｃ，ｄは予め定められており、変更しないのが一般的であった。つまり本実施の形態の定着ユニット６０では、加圧ロール６２に温度を検知する手段を有しないため、加圧ロール６２の温度変化を考慮せずにＩＨヒータ８０の制御を行なっていた。
しかしながらこの場合、用紙Ｐに供給される熱量が一定になりにくく、上述したホットオフセット現象が生じることがある。
そこで本実施の形態では、加圧ロール６２の温度変化に応じて変化する定着ベルト６１の回転数に応じて定着開始後における定着ベルト６１への加熱量を調整する。これにより加圧ロール６２に温度を検知する手段の有無にかかわらず、加圧ロール６２の温度変化を考慮してＩＨヒータ８０の制御を行い、定着ベルト６１の加熱量を調整することができる。
【００５７】
図９は、加圧ロール６２の表面温度に対する定着ベルト６１の回転数について説明した図である。
図９において横軸は加圧ロール６２の温度を表わし、縦軸は定着ベルト６１表面の線速度を表わす。図９に示すように加圧ロール６２の表面温度が上昇すると定着ベルト６１の線速度は増加する。定着ベルト６１表面の線速度は、定着ベルト６１の回転数と対応関係にあり、この場合、加圧ロール６２の表面温度が上昇すると定着ベルト６１の回転数が増加することを意味する。これは加圧ロール６２の温度が変化すると加圧ロール６２に径変化が生じるためである。即ち、加圧ロール６２の温度が高くなると、加圧ロール６２は膨張し、直径が大きくなる。よって加圧ロール６２の回転数の変化がなければ、定着ベルト６１の回転数は増加する。本実施の形態では、上述した通りラッチＯＮ後の駆動モータ９０（図３参照）からの回転駆動力は、加圧ロール６２側に伝わり、定着ベルト６１側には伝わらない。これにより駆動源は、加圧ロール６２側となり、加圧ロール６２は予め定められた回転数で回転する。そのため定着ベルト６１の回転数は、加圧ロール６２の径変化に対応したものとなる。これは加圧ロール６２の温度に対応して定着ベルト６１の回転数が変化すると言い換えることもできる。
【００５８】
つまり加圧ロール６２の温度を検知する手段の有無にかかわらず、定着ベルト６１の回転数を検知する回転検知計１０７（図２参照）を利用し、定着ベルト６１の回転数の変化を監視することで、加圧ロール６２の温度を予測することができる。本実施の形態では、ラッチＯＮ後の定着ベルト６１の回転数の変化に応じてＩＨヒータ８０を制御し、定着ベルト６１の加熱を行なう。より具体的には、ＩＨヒータ８０による定着ベルト６１への加熱量を段階的に減少させる時間を変化させる。つまり図８で説明した時間ｃ，ｄを定着ベルト６１の回転数の変化に応じて変更する。このようにすれば加圧ロール６２の温度を考慮してＩＨヒータ８０を制御することになり、その結果、用紙Ｐに供給される熱量がほぼ一定となりやすい。そのためホットオフセット現象がより生じにくくなる。更にＩＨヒータ８０により適切な電力量を印加することができ、消費電力を節減しやすい。
【００５９】
図１０は、ＩＨヒータ８０の制御を行なうための定着ユニット制御部３００の構成について説明した図である。そして図１１は、定着ユニット制御部３００が行なう処理の流れについて説明したフローチャートである。
【００６０】
定着ユニット制御部３００は、制御部３１（図１参照）との間でコマンドの送受信を行なうための入出力部３０１と、移動機構２００により加圧ロール６２の移動を行なう加圧ロール移動部３０２と、定着ベルト６１の回転数を取得する定着ベルト回転数取得部３０３と、定着ベルト６１の回転数の変化からＩＨヒータ８０の制御パターンを決定する制御パターン決定部３０４と、定着ベルト６１の回転数の変化とＩＨヒータ８０の制御パターンの関係を記憶する記憶部３０５と、制御パターン決定部３０４により決定された制御パターンによりＩＨヒータ８０に印加する電力を調整する電力調整部３０６とからなる。
【００６１】
ここで、定着ベルト回転数取得部３０３は、定着ベルト６１の回転数について、回転検知計１０７（図２参照）から取得する。そしてこれから制御パターン決定部３０４が定着ベルト６１の回転数の変化を算出する。
【００６２】
本実施の形態において、記憶部３０５に記憶されている定着ベルト６１の回転数の変化とＩＨヒータ８０の制御パターンの関係は、例えばＬＵＴ（Look up Table）のような形で作成されている。
【００６３】
図１２は、定着ベルト６１の回転数の変化とＩＨヒータ８０の制御パターンについて作成されたＬＵＴの一例である。
図１２では、定着ベルト６１の回転数と対応関係にある定着ベルト６１表面の線速度を検知し、この線速度（ｍｍ／ｓ）の変化量に対するＩＨヒータ８０に印加する電力量を減少させるタイミング（ｓ）について規定されている。このタイミングは、図８の時間ｃ，ｄに対応する。このＬＵＴでは、定着ベルト６１表面の標準的な線速度である目標線速度と実際の線速度を比較し、この変化量により３段階に分け、このそれぞれに対する電力量を減少させるタイミング（ｓ）が設定されている。具体的には、本実施の形態では、ラッチＯＮ後、１ｓ後の定着ベルト６１表面の線速度を検知する。目標線速度に対する実際の線速度の変化量が＋４ｍｍ／ｓ以上である場合、０ｍｍ／ｓ以上＋４ｍｍ／ｓ未満である場合、０ｍｍ／ｓ未満である場合に分けられる。これらの線速度の変化量は、それぞれ加圧ロール６２が高温の場合、中温の場合、低温の場合に対応している。
【００６４】
次に、図１０および図１１を使用して、定着ユニット制御部３００が行なう処理について説明を行なう。
まず入出力部３０１が制御部３１（図１参照）から定着動作開始のコマンドを受信する（ステップ１０１）。定着動作開始のコマンドを受信すると、加圧ロール移動部３０２が、移動機構２００に制御信号を出力し加圧ロール６２を定着ベルト６１に圧接させる方向に移動させる（ステップ１０２）。それとともに電力調整部３０６が、ＩＨヒータ８０に対する電力の印加を開始する（ステップ１０３）。また定着ベルト回転数取得部３０３が、ラッチＯＮ後、１ｓ後の定着ベルト６１の回転数を取得する（ステップ１０４）。次に制御パターン決定部３０４が、定着ベルト６１の回転数の変化を導出して記憶部３０５のＬＵＴを参照し、定着ベルト６１の回転数の変化からＩＨヒータ８０の制御パターンを決定する（ステップ１０５）。そして電力調整部３０６は、この制御パターンによりＩＨヒータ８０を制御し、図８で説明した３回目の加熱を行なう（ステップ１０６）。
【００６５】
なお上述した例では、定着ベルト回転数取得部３０３が、ラッチＯＮ後、１ｓ後の定着ベルト６１の回転数を取得し、これによりＩＨヒータ８０の制御パターンを決定していたが、これに限られるものではない。この時間は任意に設定できる。また複数回取得し、その度にＩＨヒータ８０の制御パターンを決定してもよい。この場合、例えば、ラッチＯＮ後、１ｓ後の定着ベルト６１の回転数からＩＨヒータ８０の制御パターンを決定し、更にその後の定着ベルト６１の回転数によりＩＨヒータ８０の制御パターンが変更されることになる。
【００６６】
本実施の形態においてＩＨヒータ８０の制御は、定着ユニット制御部３００が行なっている。この場合定着ユニット制御部３００は、加熱手段を制御する加熱制御手段として捉えることができる。なお本実施の形態では、このような制御を定着ユニット６０に設けられた定着ユニット制御部３００で行なったが、これに限られるものではなく、例えば制御部３１で行なってもよい。
【００６７】
また本実施の形態における定着ユニット制御部３００が行なう動作は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。即ち、定着ユニット制御部３００に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵが、定着ユニット制御部３００内の入出力部３０１、加圧ロール移動部３０２、定着ベルト回転数取得部３０３、制御パターン決定部３０４、記憶部３０５、電力調整部３０６等の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
【００６８】
よって図１２において説明した定着ユニット制御部３００が行なう処理を実現するためのプログラムは、コンピュータに、加圧ロール６２の温度変化に応じて変化する定着ベルト６１の回転数を取得する機能と、定着ベルト６１の回転数の変化に基づき、定着開始後における定着ベルト６１への加熱量を調整する手順を決定する機能と、この手順に基づき、ＩＨヒータ８０を制御する機能と、を実現するためのプログラムとして捉えることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…画像形成装置、６０…定着ユニット、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、７５…温度センサ、８０…ＩＨヒータ、９０…駆動モータ、１０７…回転検知計、２００…移動機構、３００…定着ユニット制御部、Ｎ…ニップ部、Ｐ…用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
前記加圧部材を回転させることで前記定着部材を回転させる駆動部と、
前記定着部材の回転数を検知する回転数検知手段と、
を備え、
前記加熱手段は、前記加圧部材の温度変化に応じて変化する前記定着部材の回転数に応じて定着開始後における当該定着部材への加熱量を調整することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記定着部材への加熱量を段階的に減少させるとともに加熱量を段階的に減少させる時間を変化させることで当該定着部材への加熱量を調整す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】
前記加圧部材を移動させることで当該加圧部材が前記定着部材の外周面へ圧接する状態と離間する状態とを変更可能とする加圧部材移動手段を更に備え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】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材にトナー像を定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、当該定着部材を加熱する加熱手段と、当該加圧部材を回転させることで当該定着部材を回転させる駆動部と、当該定着部材の回転数を検知する回転数検知手段と、を備える定着手段と、
前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、
を備え、
前記加熱制御手段は、前記加圧部材の温度変化に応じて変化する前記定着部材の回転数を前記回転数検知手段から取得し、取得した当該回転数に応じて定着開始後における当該定着部材への加熱量を前記加熱手段を制御することで調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱制御手段は、前記定着部材への加熱量を段階的に減少させるとともに加熱量を段階的に減少させる時間を変化させるように前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
コンピュータに、
加圧部材の温度変化に応じて変化する定着部材の回転数を取得する機能と、
前記定着部材の回転数の変化に基づき、定着開始後における当該定着部材への加熱量を調整する手順を決定する機能と、
前記手順に基づき、加熱手段を制御する機能と、
を実現するためのプログラム。
【請求項１】
記録材にトナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
前記加圧部材を回転させることで前記定着部材を回転させる駆動部と、
前記定着部材の回転数を検知する回転数検知手段と、
を備え、
前記加熱手段は、前記加圧部材の温度変化に応じて変化する前記定着部材の回転数に応じて定着開始後における当該定着部材への加熱量を調整することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記定着部材への加熱量を段階的に減少させるとともに加熱量を段階的に減少させる時間を変化させることで当該定着部材への加熱量を調整す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】
前記加圧部材を移動させることで当該加圧部材が前記定着部材の外周面へ圧接する状態と離間する状態とを変更可能とする加圧部材移動手段を更に備え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】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材にトナー像を定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着トナー像を保持した記録材が通過するための定着加圧部を形成する加圧部材と、当該定着部材を加熱する加熱手段と、当該加圧部材を回転させることで当該定着部材を回転させる駆動部と、当該定着部材の回転数を検知する回転数検知手段と、を備える定着手段と、
前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、
を備え、
前記加熱制御手段は、前記加圧部材の温度変化に応じて変化する前記定着部材の回転数を前記回転数検知手段から取得し、取得した当該回転数に応じて定着開始後における当該定着部材への加熱量を前記加熱手段を制御することで調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱制御手段は、前記定着部材への加熱量を段階的に減少させるとともに加熱量を段階的に減少させる時間を変化させるように前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
コンピュータに、
加圧部材の温度変化に応じて変化する定着部材の回転数を取得する機能と、
前記定着部材の回転数の変化に基づき、定着開始後における当該定着部材への加熱量を調整する手順を決定する機能と、
前記手順に基づき、加熱手段を制御する機能と、
を実現するためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１９４４１８（Ｐ２０１２−１９４４１８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８９６２（Ｐ２０１１−５８９６２）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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