JP2004258537A

JP2004258537A - 加熱装置

Info

Publication number: JP2004258537A
Application number: JP2003051726A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Ebihara; 俊一海老原; Hideyuki Yano; 秀幸矢野; Masatake Usui; 正武臼井; Katsuhiko Oba; 克彦大庭
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】超光沢画像を安定して供給することが可能であり、さらにビジネス文書等の低光沢が要求される場合には光沢度を低下させた印刷画像を得ることのできる加熱装置を提供する。
【解決手段】フィルム部材４１と、加熱部材４２と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材４５とを有し、前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部Ｎにおいてトナー像を担持した被加熱材Ｐを前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、前記被加熱材Ｐと当接した前記フィルム部材４１が前記被加熱材から剥離される際の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下であることを特徴とする加熱装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるトナー画像を定着または後処理する加熱装置に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、電子写真、静電記録、磁気記録等の適時の画像形成プロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム等の記録材（被加熱材）の面に直接方式もしくは転写方式（間接方式）で目的の画像情報に対応した未定着トナー画像を形成担持させ、該未定着トナー画像を、該画像を担持している記録材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式の加熱装置、または一旦加熱定着処理された永久固着画像を再度加熱処理することで高品質化させる後処理装置としての加熱装置に関するものである。
【０００３】
本発明は、特にカラー画像形成装置に使用され、低コストで写真調の高グロス画像を提供したり、透過性の優れたＯＨＴ画像を提供することのできる加熱装置に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
近年、プリンターや複写機等の画像形成装置におけるカラー化が進んできている。
【０００５】
このようなカラー画像形成装置に使用される定着装置としては、定着部材に弾性層を有する熱ローラ定着が良く知られている。
【０００６】
このような弾性層を有する定着ローラを使用する定着装置の一例を図４に示す。１０１は定着ローラ、１０２は加圧ローラであり、該両ローラを上下に並行に配列して圧接させて定着ニップ部を形成させてある。そして該両ローラは矢印の方向に回転駆動される。
【０００７】
各ローラ１０１と１０２はアルミ芯金の外周にシリコーンゴムからなる弾性層が設けられており、さらにその外側の、各ローラの表面には、トナーや紙紛等が固着することを防ぐためにＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルエーエテル共重合体／４フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体／４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合樹脂）等の、離型性かつ耐熱性の良い樹脂によるコーティング層が設けられている。
【０００８】
また各ローラ１０１と１０２はそれぞれ芯金内中央部にハロゲンヒーター１０５を具備させて加熱ローラとしてあり、ヒーターに対する通電により発生する輻射エネルギーをアルミ芯金で吸収して加熱される。その各ローラ１０１と１０２の表面温度がそれぞれサーミスタ等の温度検知素子１０３と１０４で検知され、その検知温度に基づいて制御回路部（不図示）が給電回路（不図示）からハロゲンヒーター１０５への供給電力を制御することで、各ローラ１０１と１０２が所定の温度に温調される。
【０００９】
上記の定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２が回転駆動され、かつハロゲンヒーター１０５に通電がなされて該両ローラが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、未定着トナー画像ｔを載せた記録材（被加熱材）Ｐが入口ガイド１０６に案内されて定着ニップ部に導入され、定着ニップ部で挟持搬送される。
【００１０】
その挟持搬送過程で未定着トナー画像ｔが定着ローラ１０１および加圧ローラ１０２により加熱・加圧されて記録材Ｐ上に固着画像として定着される。記録材Ｐは定着ニップ部を出て定着ローラ１０１の面から分離され、定着排紙ローラ１０７で排出搬送される。
【００１１】
定着ローラ１０１に弾性層を有することで、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、該弾性層がトナー層や記録材Ｐの凹凸形状に沿って変形する。これによって画像上不均一に載っているトナーが、弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えられることにより、均一な定着が達成される。
【００１２】
また近年では、ウォームアップタイムが短く、安価な定着装置として、白黒プリンター等に使用されている、フィルム定着方式の定着装置が良く知られている（例えば特許文献１〜４参照）。
【００１３】
このようなフィルム定着装置の一例を図５に示す。この定着装置では、薄肉の定着フィルム１１１を介し、ヒーター１１２を記録材Ｐに押し当てて加熱するよう構成された定着フィルムユニットを加熱装置として採用している。
【００１４】
定着フィルム１１１は、例えば厚さ５０μｍ程度の耐熱樹脂製のエンドレス（円筒状）フィルムを用い、その表面に厚さ１０μｍ程度の離型性層（フッ素樹脂コーティング層など）を形成したものであり、フィルムガイドステイ１１５にルーズに外嵌させてある。定着フィルム１１１の熱容量を小さくするため、定着フィルム１１１には弾性層を設けていない。
【００１５】
ヒーター１１２はセラミック基板上に抵抗発熱体を形成したものであり、フィルムガイドステイ１１５の下面に固定支持させてある。抵抗発熱体に通電されることで迅速に昇温し、そのヒーターがヒーターに当接させた温度検知手段１１３により検知され、その検知温度に基づいて制御回路部（不図示）が給電回路（不図示）から抵抗発熱体への供給電力を制御することで、ヒーター１１２が所定の温度に温調される。
【００１６】
１１４は弾性加圧ローラであり、上記ヒーター１１２に対して定着フィルム１１１を挟ませて圧接させて定着ニップ部を形成させてある。この加圧ローラ１１４は不図示の駆動手段により矢印の方向に回転駆動される。この加圧ローラ１１４の回転駆動により定着ニップ部において定着フィルム１１１に回転トルクが作用して定着フィルム１１１がヒーター１１２に密着して摺動しながらフィルムガイドステイ１１５の外回りを従動回転する。
【００１７】
加圧ローラ１１４が回転駆動され、これに伴い定着フィルム１１１が従動回転し、かつヒーター１１２の抵抗発熱体に通電がなされてヒーター１１２が所定の温度に立ち上がって温調された状態において、未定着トナー画像ｔを載せた記録材Ｐが入口ガイド１１６に案内されて定着ニップ部に導入され、定着ニップ部で挟持搬送される。その挟持搬送過程で未定着トナー画像ｔが定着フィルム１１１を介してヒーター１１２により加熱され、またニップ部圧で加圧されて記録材Ｐ上に固着画像として定着される。記録材Ｐは定着ニップ部を出て定着フィルム１１１の面から分離され、定着排紙ローラ１１７で排出搬送される。
【００１８】
このような構成の定着装置では、定着フィルム１１１の熱容量が非常に小さくなっているので、ヒーター１１２に電力を投入した後、短時間で定着ニップ部をトナー画像の定着可能温度まで昇温させることが可能である。
【００１９】
しかし、これら従来の定着装置はいずれも記録材が定着ニップ部を通過した直後にトナー像面が定着ローラもしくは定着フィルム表面から剥離される。すなわち剥離時にはトナーは十分に冷え固まっておらず、その状態でトナー層の剥離界面は定着ローラ表面もしくは定着フィルム表面との間に発生する応力にさらされる。この結果、トナー層の剥離界面つまりトナー像表面は微視的な凹凸形状を持つこととなり、この凹凸によって白色光は乱反射してしまうので光沢度（グロス）が失われ、例えば銀塩写真のような超光沢画像を得ることは極めて困難であった。
【００２０】
このような課題に対して、特許文献５では、記録シートにコーティングされた現像剤の作用により発色する無色染料もしくはトナー材料を用いて、記録材の染料・トナー像面側に光沢化シートを重ねてこれを加熱・加圧し、さらに光沢化シートおよび記録材を加熱・加圧時の温度に比べて２０℃以上低い温度まで冷却した後に光沢化シートを剥離することで超光沢画像を得る手法が提案されており、これによれば、光沢化シートの表面平滑性により、トナー像表面が高度に平滑化されて光沢度が高くなり、超光沢画像を得ることが可能となるものである。
【００２１】
特許文献６には、定着ベルト表面に記録媒体のトナー画像面を密着させて加熱定着させ、該記録媒体の定着ベルト表面からの剥離は剥離部分におけるトナー画像または記録媒体の温度がトナーのガラス転移温度Ｔｇ℃＋２０℃以下となるように調整して行うことが提案されており、これによれば、定着ベルトへのトナー付着力が低い状態で剥離できるため、剛性の小さい記録媒体でも良好に剥離でき、オフセットなく、記録媒体上に定着ベルトの表面性にならった光沢のある定着トナー画像を得ることが可能となるものである。
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献５】
特開昭６４−３５４５２号公報
【特許文献６】
特開２００２−１２３０８９号公報
【特許文献７】
特開平５−２４９８５３号公報
【特許文献８】
特開平９−１９００９９号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献５については、本願発明者らの実験によれば、少なくともトナー材料を用いた場合においては光沢化シートの剥離時の温度と加熱・加圧時の温度との差を制御するのみでは十分な光沢度が得られない場合が生じたり、連続通紙した際に得られる光沢度が１枚毎に異なってしまうといった問題が生じていた。
【００２３】
また、特許文献６については、該記録媒体の定着ベルト表面からの剥離は剥離部分におけるトナー画像または記録媒体の温度を論点としている。
【００２４】
しかしながら、これら光沢化シートを用いて充分な光沢度を得るために必要なパラメータは、剥離時のトナー像最表面の温度である。これに対して参考文献６に記載されているような記録媒体の温度はユーザーが任意に選定し得る記録媒体の厚みや熱容量などの変動要因を多く受けるためトナー像最表面の温度を必ずしも反映できるものではなかった。一方でトナー画像の温度を直接測定することは非常に困難であったため、いずれの手法でも光沢化画像を安定して供給することは困難であった。
【００２５】
そこで本発明の目的は、フィルム部材と、加熱部材と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材とを有し、前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部においてトナー像を担持した被加熱材を前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、超光沢画像を安定して供給することが可能であり、さらにビジネス文書等の低光沢が要求される場合には光沢度を低下させた印刷画像を得ることのできる加熱装置を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明にかかる請求項１に記載の加熱装置は、フィルム部材と、加熱部材と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材とを有し、前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部においてトナー像を担持した被加熱材を前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置であり、前記被加熱材と当接した前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される際の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下であることを特徴している。
【００２７】
これによって、前記フィルム部材から被加熱材を安定して剥離させることが可能となり、剥離の不安定さに起因して生じていた光沢ムラの発生を防止することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の加熱装置は、樹脂バインダー中にワックス類を含有させたワックス内包トナーと組み合わせることでより安定的に高光沢の印刷を行うことが可能となる。
【００２９】
この場合、前記被加熱材と当接した前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される際の温度はトナー像を形成するトナーのワックス類成分の凝固温度以下とすることで、更に光沢度をアップさせることができる。
【００３０】
前記フィルム部材は、無端ベルトあるいはシートロールから順次供給されるといった形態をとることが可能である。シートロール形態ではフィルム部材として薄膜フィルムを使用することができるため熱容量が低下し、加熱部材の温調温度を低く抑えると同時に、剥離時のフィルム温度を上述温度以下にするまでの時間を短縮することができる。一方、無端ベルト形態の場合にはシートロール形態の場合に比較して耐久性の観点からフィルム厚みは厚くなる方向であるが、シートロールの交換といったような操作は必要なく、ユーザービリティの観点で有効である。
【００３１】
更に前記ニップ部から、前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される剥離部までの距離を、前記被加熱材の用紙長以上とし、被加熱材の後端部が前記ニップ部を通過した後、かつ前記被加熱材の先端部が前記剥離部を通過する前に、前記フィルム部材ないしは前記被加熱材の搬送動作を一旦停止させるなどすれば、加熱部内で被加熱材が滞留することなしに前記フィルム部材から被加熱材を剥離するまでの時間を充分に確保することが可能となり、安定して光沢度の高い画像を得ることが可能となる。
【００３２】
また、前記被加熱材と当接した前記フィルム部材の温度を検知する検知手段をることによって、剥離時のフィルム部材の温度をより正確に制御あるいは予測することが可能となるため、更に安定して光沢度の高い画像を得ることが可能となる。
【００３３】
具体的には、検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下あるいはトナーのワックス類成分の凝固温度以下となるまでとなるまで、前記フィルム部材ないしは前記被加熱材の搬送動作を停止したり、あるいは検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下あるいはトナーのワックス類成分の凝固温度以下となるまでとなるまで前記フィルム部材ないしは前記被加熱材を冷却する冷却手段を設けておき、検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記ガラス転移温度もしくは凝固点以上の場合に冷却手段を作動させるなどして制御すればよい。
【００３４】
そして、上述のような加熱装置を、未定着のトナー画像を担持した被加熱材を加熱・加圧によって定着画像とする定着装置のプロセス方向下流側に配置することによって、高グロスを必要とする場合には上述の手段によって高グロス画像を、低グロスを必要とする場合には例えば上述加熱部材の作用を制御することで低グロス画像をそれぞれ任意に得ることが可能となる。
【００３５】
（１）フィルム部材と、加熱部材と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材とを有し、前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部においてトナー像を担持した被加熱材を前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、前記被加熱材と当接した前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される際の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下であることを特徴とする加熱装置。
【００３６】
（２）前記トナー像を形成するトナーが樹脂バインダー中にワックス類を含有させたワックス内包トナーであることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。
【００３７】
（３）フィルム部材と、加熱部材と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材とを有し前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において、樹脂バインダー中にワックス類を含有させたワックス内包トナーにより形成されたトナー像を担持した被加熱材を、前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、前記被加熱材と当接した前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される際の温度が前記トナー像を形成するトナーのワックス類成分の凝固温度以下であることを特徴とする加熱装置。
【００３８】
（４）前記フィルム部材は、無端ベルトであることを特徴とする（１）から（３）の何れかに記載の加熱装置。
【００３９】
（５）前記フィルム部材はシートロールから順次供給されることを特徴とする（１）から（３）の何れかに記載の加熱装置。
【００４０】
（６）前記ニップ部から、前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される剥離部までの距離が、前記被加熱材の用紙長以上であることを特徴とする（１）から（５）の何れかに記載の加熱装置。
【００４１】
（７）前記被加熱材の後端部が前記ニップ部を通過した後、かつ前記被加熱材の先端部が前記剥離部を通過する前に、前記フィルム部材ないしは前記被加熱材の搬送動作を一旦停止させることを特徴とする（６）に記載の加熱装置。
【００４２】
（８）前記被加熱材と当接した前記フィルム部材の温度を検知する検知手段を設けたことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の加熱装置。
【００４３】
（９）前記検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下あるいはトナーのワックス類成分の凝固温度以下となるまで、前記フィルム部材ないしは前記被加熱材の搬送動作を一旦停止させること特徴とする（８）に記載の加熱装置。
【００４４】
（１０）前記検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下あるいはトナーのワックス類成分の凝固温度以下となるまでとなるまで前記フィルム部材ないしは前記被加熱材を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする（８）に記載の加熱装置。
【００４５】
（１１）前記検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度もしくはワックス類成分の凝固点以上の場合に、前記フィルム部材ないしは前記被加熱材を冷却する冷却手段の作動または停止を切り替える切り替え手段を有することを特徴とする（８）から（１０）の何れかに記載の加熱装置。
【００４６】
（１２）未定着トナー像を担持した被加熱材を加熱・加圧してトナー像を被加熱材に定着させる加熱装置のプロセス方向下流側に実施態様１から（１１）の何れかに記載の加熱装置を配置したことを特徴とする画像形成装置。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００４８】
（１）画像形成装置例
図３は本実施の形態における画像形成装置例の概略構成図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセス利用、レーザー露光方式、インライン方式のフルカラープリンターである。
【００４９】
１４は被加熱材としての記録材の担持搬送体としての静電吸着搬送ベルト（以下、「搬送ベルト」と称す。）であり、駆動ローラ２３、吸着対向ローラ２２、テンションローラ１３ａ、１３ｂに懸回張設（巻架）してある。
【００５０】
吸着対向ローラ２２と駆動ローラ２３との間の搬送ベルト部分の外面側に下から上にベルトに沿って順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像形成部であるプロセスステーション３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが配置されており、搬送ベルト１４は図中の矢印の方向に回転することにより、記録材（転写材）Ｐを各プロセスステーション３１Ｙ〜３１Ｂｋに順次搬送する。
【００５１】
各プロセスステーション３１Ｙ〜３１Ｂｋは、プロセスカートリッジとして画像形成装置本体に対して着脱可能になっており、各プロセスカートリッジは、矢印の方向に回転駆動される感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ、一次帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ、現像装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋ、クリーニング装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋが一体にまとめられた構成となっている。
【００５２】
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋは各プロセスステーション３１Ｙ〜３１Ｂｋに対応の露光装置としてのレーザービームスキャナである。
【００５３】
そして各プロセスステーション３１Ｙ〜３１Ｂｋの各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの面に対して電子写真プロセスによりフルカラー画像の色分解成分像である、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。
【００５４】
各プロセスステーション内の感光ドラム１は搬送ベルト１４を介して転写帯電手段である転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋと当接しており、転写ローラ４Ｙ〜４Ｂｋには、転写バイアス電源３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋより転写バイアスが印加される。
【００５５】
電子写真方式の画像形成装置において、例えば、感光ドラム１Ｙ〜１Ｂｋとして、負極性の有機半導体電子写真感光体（ＯＰＣ感光体）を用いて、露光により負電荷が減衰した露光部を現像する場合には、負極性のトナーを含む現像剤が用いられる。従って、転写ローラ４Ｙ〜４Ｂｋには転写バイアス電源３２Ｙ〜３２Ｂｋより正極性の転写バイアスを印加する。
【００５６】
記録材Ｐは、給紙カセット１５等から給紙ローラ１７、１８によって画像形成装置内に送り出されると、まず、画像形成動作と同期をとりながら記録材Ｐを搬送するローラ状の同期回転体、即ち、搬送（レジスト）ローラ１９ａ、及び搬送（レジスト）対向ローラ１９ｂに一旦挟持された後、記録材Ｐと搬送ベルト１４との吸着がおこなわれる帯電部に導かれる。
【００５７】
帯電部では、例えば帯電部材としての吸着ローラ２０が搬送ベルト１４を介して吸着対向ローラ２２と対向し、搬送ベルト１４及び記録材Ｐを挟持するよう構成されている。吸着ローラ２０には高電圧源である吸着バイアス電源３２Ａより電圧が印加されることによって、記録材Ｐに電荷が付与される。電荷を付与された記録材Ｐは、搬送ベルト１４を分極し、それによって搬送ベルト１４に静電吸着される。
【００５８】
このようにして搬送ベルト１４に吸着した記録材Ｐは各プロセスステーション３１Ｙ〜３１Ｂｋの転写部を順次通過し、各感光ドラム１Ｙ〜１Ｂｋ上に形成のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像が次々に重畳転写されて未定着のカラートナー画像が合成形成される。
【００５９】
搬送ベルト１４としては、厚さ５０〜２００μｍ、体積抵抗率１０^９〜１０^１６Ωｃｍ程度のＰＶＤＦ（弗化ビニリデン樹脂）、ＥＴＦＥ（四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂）、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート等の樹脂フィルムや、或いは、厚さ０．５〜２ｍｍ程度の、例えばＥＰＤＭ等とされるゴムの基層の上に、例えばウレタンゴムにＰＴＦＥなど弗素樹脂を分散したものを被覆して用いる。
【００６０】
上記搬送ベルト１４は、通常は表面にトナー像を直接担持させることはないので、トナー像により汚染されることは少ないが、ジャム時や非画像部への地かぶりトナー付着、或いは、搬送ベルト１４上にレジストマークや濃度検出パターンを直接形成してこれを検知する様なシステム使用時等においては、搬送ベルト１４上にトナーが付着する。この汚染トナーを清掃するために別途クリーニング手段を設けたり、或いは、転写ローラ４Ｙ〜４Ｂｋに転写時とは逆極性のクリーニングバイアスを印加して搬送ベルト１４上のトナーを各プロセスステーション３１Ｙ〜３１Ｂｋの感光ドラム１Ｙ〜１Ｂｋを介して廃トナー容器１０Ｙ〜１０Ｂｋに回収する、という工程を各々のプロセスステーション３１Ｙ〜３１Ｂｋについて行うことが考えられる。
【００６１】
上記のように搬送ベルト１４に吸着して搬送されて各プロセスステーション３１Ｙ〜３１Ｂｋの転写部を順次通過してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像の重畳転写を受けて未定着のカラートナー画像が合成形成された記録材Ｐは搬送ベルト１４から分離され、第１の加熱装置としての定着装置２１に導入されて未定着のカラートナー画像が加熱・加圧定着されて永久画像となる。
【００６２】
上記の定着装置２１で画像定着を受けて該定着装置２１を出た記録材Ｐは、次いで、ガイド板４８に案内されて、定着装置２１のプロセス方向下流側に配設した第２の加熱装置としての後処理装置Ｆへと搬送され、この後処理装置Ｆで画像の超光沢化処理を受けて排紙部４９に排紙される。図１は上記の定着装置２１と後処理装置の部分の拡大模型図である。
【００６３】
（２）定着装置２１
第１の加熱装置としての定着装置２１は、熱ローラ定着装置やフィルム定着装置など従来公知の適宜の加熱定着装置を用いることができる。
【００６４】
本例ではフィルム定着装置である。２２は定着フィルムアセンブリ、２３は加圧部材としての弾性加圧ローラである。定着フィルムアセンブリ２２は、フィルムガイドステイ２４、該ステイ２４に固定支持させたセラミックヒーター等の加熱体２５、該ヒーターを固定支持させたステイ２４にルーズに外嵌させた円筒状の耐熱性薄肉定着フィルム２６等よりなり、加熱体２５側を上向きにして配設してある。弾性加圧ロ―ラ２３は上記の定着フィルムアセンブリ２２の上側に定着フィルムアセンブリ２２に並行に配列して定着フィルム２６を挟んで加熱体２５に対して加圧ロ―ラ２３の弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて所定幅の定着ニップ部を形成させてある。
【００６５】
加熱体２５は給電回路（不図示）からの給電により迅速に昇温し、その加熱体温度が温度検知手段（不図示）により検知され、その検知温度に基づいて制御回路部（不図示）が給電回路から加熱体２５への供給電力を制御することで、加熱体２５が所定の温度に温調される。
【００６６】
加圧ローラ２３は駆動手段（不図示）により矢印の方向に回転駆動される。この加圧ローラ２３の回転駆動により定着ニップ部において定着フィルム２６に回転トルクが作用して定着フィルム２６が加熱体２５に密着して摺動しながらフィルムガイドステイ２４の外回りを従動回転する。
【００６７】
加圧ローラ２３が回転駆動され、これに伴い定着フィルム２６が従動回転し、かつ加熱体２５に通電がなされて加熱体２５が所定の温度に立ち上がって温調された状態において、未定着トナー画像を載せた記録材Ｐがトナー画像面下向きで定着ニップ部に導入され、定着ニップ部で挟持搬送される。その挟持搬送過程で未定着トナー画像が定着フィルム２６を介して加熱体２５により加熱され、またニップ部圧で加圧されて記録材Ｐ上に固着画像として定着される。記録材Ｐは定着ニップ部を出て定着フィルム２６の面から分離され、ガイド板４８に案内されて次の第２の加熱装置としての後処理装置Ｆへと搬送される。
【００６８】
（３）後処理装置Ｆ（第１の実施例）
上記（２）項の第１の加熱装置としての定着装置２１で加熱定着されたトナー画像は、前述したように、光沢度（グロス）が低い。第２の加熱装置としての後処理装置Ｆはその低グロスのトナー画像の超光沢化処理をするものである。
【００６９】
図１の後処理装置Ｆを第１の実施例の後処理装置とする。４１はフィルム部材としての光沢化フィルムであり、本実施例装置ではエンドレスベルト型の耐熱性フィルム（以下、ベルトと記す）である。このベルト４１は駆動ローラ４３、従動ローラ４４の２部材間に懸回張設してあり、ローラ４３・４４による駆動とテンションにより矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）をもってシワなく回動駆動される。また、ベルト内面には加熱部材としての低熱容量線状加熱体（発熱ヒータ）４２が設置されている。
【００７０】
４５は加熱体４２の上面にベルト４１を挟ませて圧接させた加圧部材としての圧接ローラであり、ベルト４１を挾んだ加熱体４２と圧接ローラ４５との圧接ニップ部が加熱部Ｎである。
【００７１】
ベルト４１は一例として厚み２０μｍの耐熱フィルム、例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・ＰＥＳ・ＰＦＡ等の耐熱フィルムの少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ・ＰＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を１０μｍコートしたものである。また、必要に応じて加熱体当接面側には加熱体との摺動性を確保する目的でポリイミド・ポリエーテルイミドやフッ素樹脂・シリコン樹脂等の摺動層を０．１から１０μｍの範囲で設けてもよい。該ベルトは一般的には総厚１００μｍ、より好ましくは４０μｍ未満のものである。
【００７２】
低熱容量線状加熱体４２は不図示の支持部材を介して装置に固定支持させてあり、一例として厚み１．０ｍｍ・巾１０ｍｍ・長さ２４０ｍｍのアルミナ基板に抵抗材料（通電発熱体）を巾１．０ｍｍに塗工したもので、その抵抗材料に長手方向両端より通電される。通電はＤＣ１００Ｖの周期２０ｍｓｅｃのパルス状波形で検温素子（サーミスタ）４２ａの抵抗値変化に基づきコントロールされた所望の温度・エネルギー放出量に応じたパルスをそのパルス巾を変化させて与える。略パルス巾は０．５ｍｓｅｃ〜５ｍｓｅｃとなる。この様に加熱体４２はエネルギー・温度制御される。本実施形態における加熱体温度は１８０℃一定となるように制御した。
【００７３】
圧接ローラ４５はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有するローラであり、総圧４０〜７０Ｎでベルト４１を挟んで加熱体４２を圧接し該ベルト４１と圧接回転（従動回転）する。本実施例では外径１０ｍｍの芯金に厚さ５ｍｍのシリコンゴムを巻き付け、更に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを最外層に設けたものを用いた。
【００７４】
定着装置２１のプロセス方向下流側Ａから後処理装置Ｆへ搬送された、下面に定着済画像（トナー画像）を担持した記録材Ｐはガイド板４８に案内されて加熱部Ｎのベルト４１と圧接ローラ４５との間に進入して、画像担持面がベルト４１の上面に密着して該ベルト４１と一緒に加熱部Ｎを通過していく。この通過過程でトナー像表面は加熱体４２の熱エネルギーをベルト４１を介して受けて加熱溶融もしくは軟化される。圧接ローラ４５は記録材Ｐを背面から押圧して記録材Ｐの画像担持面をベルト４１を介して加熱体４２に圧接させて熱接触を高めるとともに、ローラ自身の蓄熱により記録材背面側から加熱する作用も有している。
【００７５】
加熱部Ｎを通過した記録材Ｐはベルト４１の面に密着したまま該ベルト４１の回動と一緒に搬送されて分離部Ｂとしての従動ローラ４４の位置へ至り、このローラ４４の位置でベルト４１がローラ４４に沿って進路転向することで該ベルト４１と記録材Ｐとは曲率分離する。ベルト４１から分離した記録材Ｐは排紙部４９へ送られる。
【００７６】
本実施例ではＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の記録材Ｐを縦通紙して使用するので、用紙長は２９７ｍｍとなる。これに対して、加熱部Ｎからローラ４４までの距離は３５０ｍｍに設定した。
【００７７】
上記の加熱部Ｎと分離部Ｂとの間のベルト・記録材移動パス部をベルト・記録材冷却部として、加熱部Ｎを通過した互いに密着しているベルト４１と記録材Ｐとが自然冷却される。
【００７８】
あるいは該冷却部に送風冷却手段等（不図示）を配設して強制冷却を行ったり、ベルト４１あるいは記録材Ｐが所定の温度まで冷却されるのに充分な時間を確保するために制御回路部（不図示）のプログラミングでベルト４１あるいは記録材Ｐの搬送速度を減速あるいは所要時間停止させるなどの制御を行ってもよい。
【００７９】
本実施例においては、制御回路部のプログラミングにより、記録材Ｐの後端部が加熱部Ｎを通過した後かつ記録材Ｐの先端部が分離部Ｂに差し掛かる手前でベルト４１あるいは記録材Ｐの搬送を一定時間停止させる構成とした。
【００８０】
そして、制御回路部により、ベルト４１の温度がトナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下に冷却された後、再び搬送を開始して分離部Ｂにおいてオフセットなしに記録材Ｐとベルト４１との分離がなされる。
【００８１】
これによってトナー像表面はベルト４１表面の平滑性が維持されるので、銀塩写真のような超光沢を有する高画質で安定した印刷画像を得ることができる。
【００８２】
一方、ビジネス文書等においては画像に光沢感を付与すると文字のギラツキによって視認性が低下してしまう。このため一般的にはビジネス文書に対しては低グロスが求められるが、このような場合には、モード切り換え操作に連携させて後処理装置Ｆの加熱体４２への通電を停止させればよい。これによって、定着装置２１から後処理装置Ｆに搬送された低グロス画像の記録材Ｐは、後処理装置Ｆの加熱部Ｎでのトナー表面の溶融あるいは軟化は抑えられ、定着装置２１から排出されたままの低グロス画像が維持されて、排紙部４９に排紙される。
【００８３】
本実施例において使用されるトナーとしては、樹脂バインダー中にワックス類を含有させたワックス内包トナーを用いることがより好ましい。これにより記録材Ｐが分離部Ｂでベルト４１から曲率分離される際にトナー面のベルト４１に対する離型性が大幅に上昇し、分離不良に起因したグロスムラや剥離音、あるいは記録材Ｐの巻き付きなどが防止でき、より安定した分離を行うことが可能となる。
【００８４】
ワックス内包トナーを用いる場合にはベルト・転写材冷却部にてトナーのワックス類成分の凝固温度以下にまでベルト４１の温度を低下させてから分離部Ｂにて分離させることが望ましい。これにより、少なくともトナー像表面近傍のワックス類は結晶化が阻害されてアモルファス状のまま固化して透明性を維持するため、得られた印刷画像は超光沢を有する画像となる。
【００８５】
ワックス類成分の凝固温度以上、すなわちワックス類が固化する前にトナー面からベルト１が剥離されると、該ワックス類のうち少なくともトナー像表面近傍のものは結晶化して粒界を生じてしまう。この結果、粒界において光の散乱が生じてしまい、上述アモルファス状の場合と比較すると光沢性が損なわれる結果となってしまう。
【００８６】
（４）後処理装置Ｆの他の例（第２の実施例）
図２に第２の加熱装置としての後処理装置Ｆの他の例の概略構成を示す。この図２の後処理装置Ｆを第２の実施例の後処理装置とする。
【００８７】
図２において、第１の加熱装置としての定着装置２１は図１の装置と同じフィルム定着装置であるので再度の説明は省略する。
【００８８】
図２の後処理装置Ｆにおいて、５１はフィルム部材としての光沢化フィルムである。この光沢化フィルム５１は長尺の耐熱性リボン（以下、リボンと記す）であり、供給コア６０に巻き取られたシートロール形態となっている。供給コア６０から巻き出されたリボン５１はガイドローラ５６、加熱部材としての低熱容量線状加熱体（発熱ヒータ）５２、従動ローラ５４の３部材に張設された後、巻き取りコア６１で巻き取られる。
【００８９】
低熱容量線状加熱体５２と対向する位置には加圧部材としての駆動ローラ５３が設置されていて、この駆動ローラ５３はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有しており、リボン５１を挟んだ加熱体５２と駆動ローラ５３との圧接ニップ部が加熱部Ｎとなる。
【００９０】
供給コア６０・巻き取りコア６１のトルクはリボン５１が一定の張力をもって保持されるように調整されており、駆動ローラ５３よる駆動によって矢示の時計方向に所定のプロセススピードをもってシワやたるみを生じることなくなく駆動される。
【００９１】
リボン５１は一例として厚み６μｍの耐熱フィルム、例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・ＰＥＳ・ＰＦＡ・ＰＥＴ等の耐熱フィルムを用いることができる。また、必要に応じて加熱体当接面側には加熱体との摺動性を確保する目的でポリイミド・ポリエーテルイミドやフッ素樹脂・シリコン樹脂とうの摺動層を０．１から１０μｍの範囲で設けてもよい。該リボンは一般的には総厚５０μｍ、より好ましくは２０μｍ未満のものである。
【００９２】
低熱容量線状加熱体５２として第１の実施例のベルト４１と同様のものを用いることができ、総圧４０〜７０Ｎでリボン５１を挟んで駆動ローラ５３に圧接されている。本実施例においては、加熱体温度は１３０℃一定となるように温調制御した。５２ａは加熱体５２に設けた温調用の検温素子（サーミスタ）である。
【００９３】
定着装置２１のプロセス方向下流側Ａから後処理装置Ｆへ搬送された、下面に定着済画像（トナー画像）を担持した記録材Ｐはガイド板５８に案内されて加熱部Ｎのリボン５１と駆動ローラ５３との間に進入して、供給コア６０から供給されたリボン５１の上面に画像担持面が密着してリボン５１と一緒に加熱部Ｎを通過していく。この通過過程でトナー像表面は加熱体５２の熱エネルギーをリボン５１を介して受けて加熱溶融もしくは軟化される。駆動ローラ５３は記録材Ｐを背面から押圧して記録材Ｐの画像担持面をリボン５１を介して加熱体５２に圧接させて熱接触を高めるとともに、ローラ自身の蓄熱により記録材背面側から加熱する作用も有している。
【００９４】
加熱部Ｎを通過した記録材Ｐはリボン５１の上面に密着したままリボン５１と一緒に搬送されて分離部Ｂとしての従動ローラ５４の位置へ至り、このローラ５４の位置でリボン５１がローラ５４に沿って進路転向することで該ローラ５４と記録材Ｐとは曲率分離する。ローラ５４から分離した記録材Ｐは排紙部５９へ送られる。一方、分離したリボン５１は巻き取りコア６１に巻き取られる。
【００９５】
ここで、加熱部Ｎからローラ５４までの距離は第１の実施例と同様に３５０ｍｍに設定した。
【００９６】
加熱部Ｎと分離部Ｂとの間のリボン・記録材移動パス部をリボン・記録材冷却部として、加熱部Ｎを通過した互いに密着しているリボン５１と記録材Ｐとが自然冷却される。該冷却部に送風冷却手段５７等を配設して強制冷却を行なってもよい。
【００９７】
そして分離部Ｂへ至るまでにリボン５１の温度がトナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下もしくはワックス類成分の凝固温度以下に冷却され、分離部Ｂにおいてオフセットなしに記録材Ｐとベルト１との分離がなされる。これによってトナー像表面はリボン表面の平滑性が維持されるので、銀塩写真のような超光沢を有する高画質で安定した印刷画像を得ることができる。
【００９８】
本実施例においては、リボン・記録材冷却部におけるリボン５１の温度を検知するための手段として検温素子（サーミスタ）６２をリボン５１の記録材Ｐと対向する面に設けた。これによって検温素子６２の抵抗値変化に基づいてリボン５１の温度がトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下、あるいはワックス類成分の凝固温度以下であるか否かを判別することが可能となる。
【００９９】
リボン・記録材冷却部にリボン５１と記録材Ｐが搬送されると、検温素子６２の抵抗値変化は温度信号としてコントローラ部（不図示）に取り込まれる。コントローラ部ではこの温度信号が予め設定された温度（例えばトナーのワックス類成分の凝固温度）よりも高い場合には記録材Ｐの後端部が加熱部Ｎを通過した後かつ記録材Ｐの先端部が分離部Ｂに差し掛かる手前でベルト４１あるいは記録材Ｐの搬送を一定時間停止させると同時に加熱体５２への通電を停止し、さらに送風冷却手段５７を稼動させて強制冷却を行う。
【０１００】
温度信号が設定された温度以下となった時点で送風冷却手段５７を停止させてベルト４１あるいは記録材Ｐの搬送を再開させ、リボン５１・記録材Ｐは分離部Ｂへと搬送される。
【０１０１】
上記の検温素子６２・送風冷却手段５７による冷却部におけるフィルム部材の温度検知と走行制御・強制冷却制御は第１の実施例の後処理装置Ｆの制御にも適用できる。
【０１０２】
（５）実験例
定着装置２１のプロセス方向下流側に第１の実施例および第２の実施例で説明した後処理装置Ｆを具備させた図３において、記録材Ｐとして光沢紙（キャストコート紙坪量１５０ｇ／ｍ^２）を用いて印刷を行った際の画像の光沢度（グロス）と、光沢化フィルムと光沢紙が分離する際のフィルム温度を測定した（実験例１〜３）。
【０１０３】
グロス評価は日本電飾（株）製のグロスメーターＰＧ−３Ｄを使用し、用紙面の鉛直方向に対して７５°の入出力角度において測定した。
【０１０４】
測定パターンとしては、用紙上に０．６ｇ／ｍ^２の載り量でシアン色のベタ画像を印刷したものを用いた。
【０１０５】
また、使用したトナーは懸濁重合法にて作成された平均粒径６μｍのワックス内包トナーであり、樹脂成分のガラス転移温度は８５℃、ワックス成分の凝固温度は６５℃である。
【０１０６】
また、光沢紙が光沢化フィルムから分離される際の光沢化フィルム温度を測定するために、分離部に熱電対を取り付けて光沢紙が光沢化フィルムから分離される直前の光沢化フィルム温度を測定した。
【０１０７】
また、比較例として本発明の加熱装置（後処理装置）Ｆを使用しなかった場合（比較例１）、および冷却部での冷却時間を短くして光沢紙が光沢フィルムから分離される際の光沢化フィルム温度がトナーの樹脂成分のガラス転移温度以上だった場合（比較例２）についてそれぞれ実験を行った。
【０１０８】
実験結果は表１の通りとなった。
【０１０９】
【表１】

【０１１０】
以上説明した実施例・実験例は本発明の実施形態例を示したものであり、本発明の内容はこれらに限定されるものではない。
【０１１１】
例えば本実施例では本発明の加熱装置を後処理装置、すなわち未定着画像を定着する定着装置２１のプロセス方向下流側に設けて定着済みのトナー像を後処理する装置として説明した。しかし、本発明の加熱装置は未定着画像を定着させる機能も本質的に有していることは言うまでもなく、従来の定着装置の代替として機能させることも可能である。この場合においても高光沢画像を得るための具体的手段は前述実施例にて述べたのと同様の手法にて達成することが可能である。
【０１１２】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１１３】
【発明の効果】
以上のように本発明の加熱装置によれば、超光沢画像を安定して供給することが可能であり、さらにビジネス文書等の低光沢が要求される場合には光沢度を低下させた印刷画像を得ることのできる加熱装置、および該加熱装置を備えた画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例における、第１の加熱装置としての定着装置と、第２の加熱装置としての後処理装置との概略構成模型図
【図２】第２の実施例における、第１の加熱装置としての定着装置と、第２の加熱装置としての後処理装置との概略構成模型図
【図３】画像形成装置例の概略構成模型図
【図４】従来の定着装置例（熱ローラ定着装置）の概略構成模型図
【図５】従来の定着装置例（フィルム定着装置）の概略構成模型図
【符号の説明】
２１・・第１の加熱装置としての定着装置、Ｆ・・第２の加熱装置としての後処理装置、４１，５１・・フィルム部材（光沢化フィルム）、４２，５２・・加熱部材、４５，５３・・加圧部材、Ｎ・・加熱ニップ部、Ｐ・・被加熱材（記録材、転写材）

Claims

フィルム部材と、加熱部材と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材とを有し、前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部においてトナー像を担持した被加熱材を前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、前記被加熱材と当接した前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される際の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下であることを特徴とする加熱装置。
前記トナー像を形成するトナーが樹脂バインダー中にワックス類を含有させたワックス内包トナーであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
フィルム部材と、加熱部材と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材とを有し前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部において、樹脂バインダー中にワックス類を含有させたワックス内包トナーにより形成されたトナー像を担持した被加熱材を、前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱する加熱装置において、前記被加熱材と当接した前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される際の温度が前記トナー像を形成するトナーのワックス類成分の凝固温度以下であることを特徴とする加熱装置。
前記フィルム部材は、無端ベルトであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の加熱装置。
前記フィルム部材はシートロールから順次供給されることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の加熱装置。
前記ニップ部から、前記フィルム部材が前記被加熱材から剥離される剥離部までの距離が、前記被加熱材の用紙長以上であることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の加熱装置。
前記被加熱材の後端部が前記ニップ部を通過した後、かつ前記被加熱材の先端部が前記剥離部を通過する前に、前記フィルム部材ないしは前記被加熱材の搬送動作を一旦停止させることを特徴とする請求項６に記載の加熱装置。
前記被加熱材と当接した前記フィルム部材の温度を検知する検知手段を設けたことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の加熱装置。
前記検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下あるいはトナーのワックス類成分の凝固温度以下となるまで、前記フィルム部材ないしは前記被加熱材の搬送動作を一旦停止させること特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
前記検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度以下あるいはトナーのワックス類成分の凝固温度以下となるまでとなるまで前記フィルム部材ないしは前記被加熱材を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
前記検知手段にて検知された前記フィルム部材の温度が前記トナー像を形成するトナーの樹脂成分のガラス転移温度もしくはワックス類成分の凝固点以上の場合に、前記フィルム部材ないしは前記被加熱材を冷却する冷却手段の作動または停止を切り替える切り替え手段を有することを特徴とする請求項８から１０の何れかに記載の加熱装置。
未定着トナー像を担持した被加熱材を加熱・加圧してトナー像を被加熱材に定着させる加熱装置のプロセス方向下流側に実施態様１から請求項１１の何れかに記載の加熱装置を配置したことを特徴とする画像形成装置。