JP2006317506A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着ベルト方式の定着装置において、転写材を連続して通過させても、光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する定着装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 回転する定着ベルト３１と加圧ローラ３５とにより形成された定着ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持した転写材Ｐを通過させて加熱定着する定着装置３０を有する画像形成装置において、定着ニップ部Ｎより定着ベルト３１の回転方向上流側で転写材Ｐとの接触面側を加熱する位置に配設された非接触式局部加熱手段４０と、定着ニップ部Ｎより転写材搬送方向下流側に配設され転写材Ｐの温度を検知する転写材温度検知手段１４と、非接触式局部加熱手段４０を制御する制御手段１２とを有し、制御手段１２は、転写材温度検知手段１４の検知結果と転写材情報に応じて非接触式局部加熱手段４０への熱供給量を変更するように制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、転写材上に形成された未定着トナー像を、定着ベルト又は定着ローラと加圧手段とにより加圧、加熱して画像を定着する定着装置に関し、特に、光沢を有する画像を形成する塗工紙の定着に好適な定着装置を有する画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を有する複合機等の電子写真式画像形成装置に用いられている定着装置は、所定の温度に維持された定着ローラと、弾性層を有してその定着ローラに圧接する加圧ローラとによって形成された定着ニップ部により、未定着のトナー像を形成された転写材を挟持搬送しつつ加圧、加熱する熱ローラ定着方式が、低速機から高速機まで、モノクロ機からカラー機に至るまで、幅広く採用されている。

従来の熱ローラ定着方式の定着装置では、転写材上のトナーを加熱する際に、熱容量の大きな定着ローラを加熱する必要があるため、省電力面で不利であり、また、プリント時に定着ローラを暖めるのに時間がかかり、プリントを開始するまでの時間（ウォーミングアップタイム）が長くなってしまうという問題がある。

近年、定着装置に定着ベルトを用い、定着ベルトにより低熱容量化し、温度制御されたヒータを定着ベルトに直接加圧接触させることで熱伝導効率を大幅に向上させ、省電力とウォーミングアップタイムを殆ど必要としないクイックスタートを図ったベルト定着方式の定着装置や画像形成装置が提案され、最近用いられてきている。

高速でカラープリントを作製する場合、画像形成部において転写材上に画像形成された複数色のトナー像層を定着装置により加熱定着する際に、以下の問題点がある。

定着ベルト式定着装置において、転写材を連続して通過させた場合、定着ベルトは定着ニップ部通過時に転写材によって熱量を奪われて温度低下して回動し、定着ベルトの定着ニップ部より転写材搬送方向下流側で転写材と接触して温度低下した領域（転写材接触位置と称す）と、定着ニップ部通過時に、転写材と未接触で温度低下が小さい領域（転写材非接触位置と称す）と、で定着温度差が発生する。

その結果、この温度差が発生している状態で、定着ベルトが回動し、この温度差のある部分が次の転写材と接触すると、その温度差が原因となって、転写材上に帯状の画像光沢ムラ（以下、光沢段差とも称す）が発生することがある。即ち、転写材接触位置の温度が、転写材非接触位置の温度より低いために、光沢が低くなる。定着ローラ式定着装置においても同様なメカニズムにより光沢段差が発生する事がある。

特許文献１に記載の定着装置は、転写材に奪われた熱量を補うため、定着ローラが１周目の回転を終えたタイミングで補助的なヒータを用いて、転写材に奪われた熱量を定着ローラ表面に直接与え、定着ローラの１周目と２周目との定着温度の変化を抑制して光沢段差の発生を防止するものである。
特開平９−１９０１１２号公報

特許文献１の定着装置では、転写材接触位置と非転写材接触位置との両方を補助ヒータで加熱するため、転写材接触位置と非転写材接触位置との温度差発生は解消されず、その温度差に起因する光沢段差の発生を防止する事はできない。

本発明は、加熱定着回転体と加圧回転体とにより転写材上に形成されたトナー像を加熱定着する定着装置、特に、無端状の定着ベルトを用いた定着装置において、転写材を連続して通過させても、光沢段差が発生せず、高画質の画像を形成する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。

上記の目的は、以下の解決手段により達成される。

請求項１に記載の画像形成装置は、回転する加熱定着回転体と該加熱定着回転体に圧接して回転する加圧回転体とにより形成された定着ニップ部に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、前記定着ニップ部より前記加熱定着回転体の回転方向上流側で前記転写材との接触面側を加熱する位置に配設された局部加熱手段と、前記定着ニップ部より転写材搬送方向下流側に配設され転写材の温度を検知する転写材温度検知手段と、前記局部加熱手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記転写材温度検知手段の検知結果と転写材情報に応じて前記局部加熱手段への熱供給量を変更するように制御することを特徴とするものである。

請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１において、前記局部加熱手段は電磁誘導加熱手段であり、前記加熱定着回転体は金属を含有した発熱層を有することを特徴とするものである。

請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１または２において、前記加熱定着回転体は、無端状の定着ベルトであることを特徴とするものである。

本発明の画像形成装置は、以上説明した構成により以下の効果が得られる。

請求項１に示す本発明の画像形成装置によれば、転写材が定着ニップ部を通過すると、転写材の転写材接触位置と転写材非接触位置とで加熱定着回転体上に温度差が発生するが、定着ニップ部より転写材搬送方向下流側に配設され転写材の温度を検知する転写材温度検知手段による温度検知結果と、転写材情報（坪量など）とに応じて、局部加熱手段への熱供給量を変更するように制御することにより、転写材接触部分と転写材非接触部分との温度差を小さくする事が可能となり、その結果、転写材上の光沢段差の発生を抑制する事が出来、高画質の画像を形成する事が出来る。

特に、高画質の画像が要求されるカラー画像形成装置の定着装置において、４色のトナー像を加熱定着して写真等を形成するとき、カラー画像に光沢を付与させるときに有効である。

請求項２に示す本発明の画像形成装置によれば、局部加熱手段は電磁誘導加熱手段であり、加熱定着回転体は金属を含有した発熱層を有することにより、加熱定着回転体の転写材接触部分への加熱量を定着後の転写材温度検知信号に応じて、加熱電力を速やかに変更する事が出来る。

請求項３に示す本発明の画像形成装置によれば、加熱定着回転体が、加熱ローラの外周面と定着ローラの外周面とを巻回して回動して加圧回転体に圧接する無端状の定着ベルトである場合、転写材接触領域が定着ローラに比して長くなり、温度低下が大きいから、本発明の局部加熱手段を制御する制御手段が有効である。この制御手段を備えた定着ベルト方式の定着装置は、高画質、高光沢の画像が要求されるカラー画像形成装置に特に有効である。これにより、熱効率向上による省電力、ウォーミングアップ時間の短縮、高速定着及び高画質の定着に優れた定着装置を備えた画像形成装置が提供される。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。

［画像形成装置］
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成図である。

画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、転写材給紙搬送手段２０及び定着装置３０から構成されている。

画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置ＳＣが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置ＳＣの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、光書込手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、光書込手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、光書込手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、光書込手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、光書込手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。

帯電手段２Ｙと光書込手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと光書込手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと光書込手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと光書込手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。

４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像装置である。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。

画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。

転写材給紙搬送手段２０の給紙カセット２１内に収容された転写材Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５、レジストローラ（第２給紙部）２６、搬送ローラ２７等を経て、二次転写手段７Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置３０において転写材Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより転写材Ｐ上のトナー像が定着されて転写材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。

一方、二次転写手段７Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。

画像形成装置Ａの本体上部に設置された操作表示部１１は、転写材選択設定手段を有し、普通紙、塗工紙等の各種の転写材Ｐを設定する。また、転写材Ｐの厚さ（坪量）、転写材Ｐのサイズ、枚数等を設定する。

転写材通過検知手段１３は、転写材Ｐの先端部がレジストローラ２６の近傍に到達した事を検知する。制御手段１２は、転写材通過検知手段１３により転写材Ｐの先端部到達を検知したのち、転写材Ｐを画像形成タイミングに同期させて搬送を開始させる。

なお、画像形成装置Ａの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。

［定着装置］
図２は、本発明に係る定着装置３０の断面図である。

本発明に係る定着装置３０は、加熱定着部材（以下、定着ベルトと称す）３１の内側に配置された定着ローラ３２、加熱定着回転体（以下、加熱ローラと称す）３３、加熱源３４、定着ベルト３１の外側に配置された加圧回転体（以下、加圧ローラと称す）３５等から構成されている。

定着ベルト３１は、無端状のベルト部材から成り、定着ローラ３２と加熱ローラ３３の各外周を巻回して張設する。

定着ローラ３２は、加圧ローラ３５に対向し、定着ベルト３１の内周面の一方において定着ベルト３１を支持する。加熱ローラ３３は、加熱源３４を内蔵し、定着ベルト３１の内周面の他方において定着ベルト３１を支持する。

加圧ローラ３５は加熱源３６を内蔵し、定着ベルト３１とトナー像を担持した転写材Ｐとを挟持して定着ローラ３２に圧接する。

加熱源３４，３６はハロゲンランプやカーボンヒータやキセノンランプなど輻射による
加熱源が適用可能であるが、ローラ芯金に適当なものを選択すれば、電磁誘導等による加熱も可能である。また、必要に応じて複数のヒータを各々のローラに内蔵させる事も可能である。

加熱ローラ３３によって加熱される定着ベルト３１を挟んで定着ローラ３２と加圧ローラ３５との間に定着ニップ部Ｎを形成する。

定着装置３０は、定着ニップ部Ｎを通して、加熱と加圧とにより転写材Ｐ上の単色トナー像、或いは多色トナー像を定着する。また、定着ベルト３１の内側に、定着ベルト３１を張架するための図示しない案内部材を設けた。

定着ベルト３１は、基体としてポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、該基体の外側（外周面）にゴム層として、厚さ２００μｍのシリコーンゴムを被覆したものに、離型層としてシリコーンゴム層の表面に厚さ３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティング加工したもの、或いはＰＦＡチューブを被覆したものを用いる。

定着ローラ３２は、ＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等から成る肉厚２〜５ｍｍの円筒状の金属パイプ３２ａと、金属パイプ３２ａの外周面に設けた厚さ４．５ｍｍのシリコーンゴム層３２ｂと、該シリコーンゴム層３２ｂの外側に設けた厚さ２．５μｍの被覆層３２ｃから成るソフトローラとして構成される。

加熱ローラ３３は、基体としてアルミニウム合金材料等の熱伝導性材料から成る肉厚２ｍｍの金属パイプ３３ａと、金属パイプ３３ａの外周面に厚さ１０〜３０μｍのＰＦＡから成るコーティング層３３ｂとを形成したローラ部材として構成される。

加熱ローラ３３の内部には、加熱ローラ３３を加熱する発熱体としての加熱源３４が設けてある。加熱ローラ３３の表面温度は非接触温度センサＴＳ１により検知され、図示しない制御手段により所定温度に維持される。

加圧ローラ３５は、金属パイプ３５ａ、シリコーンゴム層３５ｂ、被覆層３５ｃとからなる外径５０ｍｍのソフトローラとして構成される。金属パイプ３５ａは、例えばＳＴＫＭ等のスチール材又はアルミニウム合金材等の熱伝導性材料から成る肉厚２〜５ｍｍの円筒状をなす。シリコーンゴム層３５ｂは、金属パイプ３５ａの外周面に設けた厚さ約３〜８ｍｍのシリコーンゴム層である。被覆層３５ｃは、シリーコンゴム層３５ｂの外側に設けた厚さ２０〜５０μｍのＰＦＡチューブである。

また、加圧ローラ３５の内部に加圧ローラ３５を加熱する発熱体としての加熱源３６を設けてある。加圧ローラ３５の表面温度は非接触温度センサＴＳ２により検知され、図示しない制御手段により所定温度に維持される。

図示しない駆動手段により定着ローラ３２を回転駆動し、定着ベルト３１を従動回転させる。また、駆動手段により、加圧ローラ３５を回転駆動し、加圧ローラ３５により定着ベルト３１を搬送し、定着ベルト３１を従動回転させるようにしてもよい。また、定着ローラ３２と加圧ローラ３５の双方に駆動を入力してもよい。

定着ローラ３２と加圧ローラ３５との間に形成された定着ニップ部Ｎにより、定着領域へ進入する転写材Ｐ上の単色トナー像、或いは多色トナー像を加圧加熱し、転写材Ｐ上に定着させる。

加熱ローラ３３の外周近傍には、接触式局部加熱手段又は非接触式局部加熱手段が配置され、後述の制御手段によって所定のタイミングで回動する定着ベルト３１を加熱する。

［非接触式局部加熱手段］
図２に示す定着装置３０は、非接触式局部加熱手段の一実施の形態である電磁誘導加熱手段４０を備えている。

定着ベルト３１は、離型層、弾性層、発熱層、支持層から構成されている。加熱ローラ３３は、磁性発熱層、弾性断熱層、熱伝導性基体から構成されている。

電磁誘導加熱手段４０は、ガイド板４１、励磁加熱コイル４２、磁性コア４３、支持部材４４等から構成されている。

励磁加熱コイル４２は、発振回路が周波数可変とされた駆動電源４５及び交流電源４６に接続されている。駆動電源４５から１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波交流電流が給電され、これにより励磁加熱コイル４２の周囲に交番磁界が発生する。

この交番磁界が、加熱ローラ３３の発熱層及び定着ベルト３１の発熱層に作用し、これらの内部では、この交番磁界による磁界の変化を妨げる方向に渦電流が流れる。この渦電流とこれらの発熱層の電気的抵抗により、ジュール熱が発生し、加熱ローラ３３及び定着ベルト３１が電磁誘導加熱により発熱する。

定着ニップ部Ｎより転写材搬送方向下流側には、転写材Ｐの温度を検知する転写材温度検知手段１４が配設されている。転写材温度検知手段１４としては、熱応答性が早く、転写材Ｐに非接触で温度検知が可能なものが好ましい。例えば、サーモパイルなどがある。

図３は、他の実施の形態の電磁誘導加熱手段４０を備えた定着装置３０の断面図である。なお、この図面に使用されている符号について、図２と同じ機能を有する部分には、同符号を付している。また、前記の電磁誘導加熱手段４０と異なる点を説明する。

ガイド板４１は加熱ローラ３３の外周面に近接配置された半円筒形状をしている。励磁加熱コイル４２は長い１本の励磁コイル線材をガイド板４１に沿って加熱ローラ３３の軸方向に交互に巻き付けたものである。

励磁加熱コイル４２に駆動電源４５から高周波交流電流が給電され、これにより励磁加熱コイル４２の周囲に交番磁界が発生する。この交番磁界が、加熱ローラ３３の発熱層及び定着ベルト３１の発熱層に作用し、これらの内部では、この交番磁界による磁界の変化を妨げる方向に渦電流が流れる。この渦電流とこれらの発熱層の電気的抵抗により、ジュール熱が発生し、加熱ローラ３３及び定着ベルト３１が電磁誘導加熱により発熱する。

定着ニップ部Ｎより転写材搬送方向下流側には、転写材Ｐの温度を検知する転写材温度検知手段１４が配設されている。

［定着設定温度の切り換え制御］
図４は定着装置３０の電磁誘導加熱手段（非接触局部加熱手段）４０を制御する制御手段のブロック図である。

操作表示部１１において、転写材サイズ設定手段により転写材Ｐのサイズ（Ａ４判，Ａ３判等）を設定し、転写材枚数設定手段により転写材Ｐのプリント枚数を設定し、転写材紙種設定手段により転写材Ｐの紙種（普通紙、塗工紙、特殊紙、厚紙、薄紙等）を設定する。

レジストローラ２６の近傍に配置された転写材通過検知手段１３は、転写材給紙搬送手段２０から搬送された転写材Ｐの先端部通過を検知する。転写材通過検知手段１３の検知信号により転写材Ｐの搬送が停止される。転写材Ｐの先端部はレジストローラ２６の当接して待機した後、画像形成タイミングに同期してレジストローラ２６による搬送を再開する。

転写材通過検知手段１３による転写材Ｐの通過検知結果から、制御手段１２は転写材Ｐの定着ニップ部Ｎの通過時を演算して特定し、電磁誘導加熱手段４０を起動させて、定着ベルト３１の外周を加熱するように制御する。

転写材通過検知手段１３から定着ニップ部Ｎまでの距離、転写材搬送速度、定着ベルト３１の回動速度等から定着ベルト３１と転写材Ｐとの接触位置を特定する事が可能である。

制御手段１２は、転写材Ｐの定着ニップ部Ｎ到達タイミング、転写材Ｐのサイズ、転写材Ｐの枚数、転写材Ｐの紙種に対応して、電磁誘導加熱手段４０の駆動を制御する。即ち、図２に示す電磁誘導加熱手段４０、又は図３に示す電磁誘導加熱手段５０の何れかの駆動を制御する。

転写材通過検知手段１３による転写材搬送タイミング検知結果、転写材通過検知手段１３から定着ニップ部Ｎまでの距離、転写材搬送速度、定着ベルト３１の回動速度等から定着ベルト３１と転写材Ｐとの接触位置を特定する事が可能である。

転写材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過すると、転写材接触部分と転写材非接触部分（転写材間）とで定着ベルト３１上に温度差が発生する。定着ベルト３１の転写材Ｐと接していた箇所が局部加熱手段（電磁誘導加熱手段４０など）と対向する位置を通過するときは、電磁誘導加熱手段４０を駆動電源４５により駆動することで、その箇所の温度を上昇させることが可能である。その結果、転写材Ｐが接触していない部分との温度差を小さくする事が可能になる。

転写材接触部分と転写材非接触部分との温度差は、転写材Ｐへの熱移動量によって決まる。即ち、定着ニップ部Ｎ通過後の転写材Ｐの温度と、転写材Ｐの種類（サイズ、枚数、紙種など）を操作表示部１１で設定すれば、転写材Ｐへの熱移動量を推定する事が出来る。したがって、定着ニップ部Ｎを通過した後の転写材Ｐの温度を転写材温度検知手段１４により測定する事で、転写材Ｐへの熱移動量を推定し、その熱移動量に相当する熱量を局部加熱手段によって転写材接触部分に供給する事で、転写材接触部分と転写材非接触部分との温度差を小さくする事が出来る。その結果、光沢段差の発生の抑制が可能となる。

転写材Ｐの紙種（普通紙、塗工紙、坪量など）等の転写材条件によって転写材Ｐが定着ベルト３１をから奪う熱量が異なり、転写材接触部分と転写材非接触部分の温度差が異なる。したがって、転写材条件に応じて、局部加熱手段による転写材接触部分への熱供給量を変更する事により温度差を少なくすることが望ましい。

したがって、局部加熱手段は転写材条件に応じて加熱電力が可変に制御されることが望ましい。加熱電力が可変である加熱源としては、例えば、電磁誘導加熱手段４０があげられる。電磁誘導加熱手段４０以外に、局部加熱ローラの押圧力を変更し、局部加熱ローラと定着ベルト３１とのニップ幅を変更する事によって、定着ベルト３１への熱供給量を変更する事も可能である。

図５、図６は本発明の定着装置における３枚の転写材Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の搬送経過を示す説明図である。以下、電磁誘導加熱手段４０，５０を含む非接触式局部加熱手段、及び接触式局部加熱手段を、局部加熱手段６０と総称して説明する。

図７は定着ベルト３１の温度経過を示すタイミングチャートである。横軸は経過時間、縦軸は定着ベルトの定着ニップ部Ｎの上流かつ近傍の位置（以下、Ｘ位置と称す）における温度である。

定着ベルト３１、転写材Ｐ、転写材搬送の間隔Ｇの一例を下記に示す。

定着ベルト３１は外周直径８０ｍｍ、外周長さＬ１＝２５１．３ｍｍ、厚さ７０μｍ、
転写材ＰはＡ４判、転写材搬送方向長さＬ２＝２１０ｍｍ、普通紙または塗工紙、転写材Ｐ間の間隔Ｇを約８０ｍｍとした場合、連続給紙する際の２枚の転写材Ｐ１，Ｐ２の間隔Ｇ（Ｇ＝Ｌ１−Ｌ２）は、４１．３ｍｍ以上を要し、転写材ＰがＡ４判サイズ以外の異なる用紙の場合には、転写材Ｐの間隔Ｇを転写材サイズに対応して変化させる。具体的には、ユーザが走査表示部１１上で入力した転写材Ｐのサイズに応じて、制御手段１２が図１に示したレジストローラ２６の回転開始時期を制御し、転写材Ｐ間の間隔Ｇを変化させるものとした場合について説明する。

以下、本発明の定着装置を図５、図６の転写材搬送経過説明図、及び図７の定着ベルト３１の温度経過を示すタイミングチャートにより説明する。

操作表示部１１において転写材Ｐのサイズ、枚数が設定される。レジストローラ２６から定着ニップ部Ｎまでの搬送路長さ、及び転写材Ｐの搬送速度は画像形成装置の機種によって定められている。レジストローラ２６の近傍に配置された転写材通過検知手段１３による検知信号発生から所定時間経過後に、１枚目の転写材Ｐ１の先端部が定着ニップ部Ｎに到達する。

転写材Ｐ１が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ１，ｔ２）、定着ベルト３１は転写材Ｐ１との接触によって熱を奪われるため、定着ベルト３１の転写材Ｐ１と接触していた部分の温度が低下する（図５（ａ）（ｂ）参照）。位置Ｘで転写材Ｐ１による温度低下が検出されるタイミングは、図７に示す定着ベルト３１の温度がＴ１の領域となる。

定着ベルト３１の温度低下部分の先端部が定着ニップ部Ｎを出て、局部加熱手段６０の対向位置に到達した時点で、局部加熱手段６０をオンにする。

温度低下部分の後端部が局部加熱手段６０の対向位置を通過したら、局部加熱手段６０をオフする。転写材Ｐ１との接触によって温度低下した部分を局部加熱手段６０により加熱する事で、ず８の破線から実線まで温度Ｔ１まで回復させ、転写材Ｐ１が接触していなかった部分との温度差（Ｔ０−Ｔ１）を小さくすることができる。なお、局部加熱手段６０のオン、オフのタイミングは、転写材Ｐ１の通過タイミング、及び定着ニップ部Ｎから局部加熱手段６０に到達するまでの距離、定着ベルト３１の回転速度から演算して設定を行う。

転写材Ｐ２が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ４〜ｔ６）、定着ベルト３１の温度は、転写材Ｐ２の先端部分は温度Ｔ０であり、後端部分は温度Ｔ１となる。定着ベルト３１の温度によってトナー像の光沢が異なってくるが、この温度差（Ｔ０−Ｔ１）が小さいため、目視判断のできる光沢段差を生じず、ほぼ均一な光沢のトナー像が得られる（図５（ｄ）〜（ｆ）参照）。

転写材Ｐ２が定着ニップ部Ｎを通過することで、転写材Ｐ１のときと同様に、定着ベルト３１は転写材Ｐ２との接触によって熱を奪われるため、定着ベルト３１の転写材Ｐ２と接触していた部分の温度が低下する。位置Ｘで転写材Ｐ２による温度低下が検出されるタイミングは、図７の定着ベルト３１の温度がＴ３，Ｔ４の領域となる。温度がＴ２の領域は、転写材Ｐ１の影響が残っている部分である。

定着ベルト３１の温度低下部分の先端部が定着ニップ部Ｎを出て、局部加熱手段６０の対向位置に到達した時点で、局部加熱手段６０をオンする。

温度低下部分の後端部が局部加熱手段６０の対向位置に到達したら、局部加熱手段６０をオフする。

転写材Ｐ２との接触によって温度低下した部分を局部加熱手段６０で加熱することで、図７の破線から実線までＴ３，Ｔ４の温度を回復させ、転写材Ｐ２が接触していなかった部分との温度差（Ｔ０〜Ｔ３）、（Ｔ０〜Ｔ４）を小さくする事が出来る。

転写材Ｐ３が定着ニップ部Ｎを通過するとき（時間ｔ８〜ｔ１１）の定着ベルト３１の温度は、転写材Ｐ３の先端部は温度Ｔ３であり、途中温度Ｔ４となり、転写材Ｐ３の後端部は温度Ｔ０となる。定着ベルト３１の温度によってトナー像の光沢が異なってくるが、この温度差（Ｔ０〜Ｔ３）、（Ｔ０〜Ｔ４）が小さいため、目視判断のできる光沢段差を生じず、ほぼ均一な光沢のトナー像が得られる（図６（ｈ）〜（ｋ）参照）。

上述の本発明の局部加熱手段６０を有する定着装置３０においては、定着ベルト３１の温度が、最高の設定温度Ｔ０から最低の温度Ｔ３まで変化する。即ち、従来の定着装置の温度に比して、局部加熱手段６０を有する本発明の定着装置３０では、図示の白抜き矢印に示すように上限温度及び下限温度が圧縮されて設定温度Ｔ０近傍に集中し、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する際の定着ベルト３１の温度変化が小さくなり、転写材Ｐの光沢段差の発生が著しく低減する。

［画像形成条件］
画像形成装置：フルカラー、Ａ４判用紙、毎分５１枚出力、タンデム型フルカラー複写機（コニカミノルタ８０５０（登録商標）改造機、図１参照）
定着装置：定着ベルト式定着装置、電磁誘導加熱手段４０有り、図１〜３参照
転写材： 坪量８０（ｇ／ｍ²）の普通紙ＰＡ、坪量１２８（ｇ／ｍ²）の普通紙ＰＢ、坪量１２８（ｇ／ｍ²）の塗工紙ＰＣ
現像剤： キャリアの平均粒径：２０〜６０μｍ、重合トナーの平均粒径：３〜７μｍ
重合トナーＡの軟加点：１００℃、重合トナーＢの軟加点：１２０℃
定着ベルト３１の加熱幅：０．３４（ｍ）
原画像：べた画像
転写材温度の測定：サーモパイル
［加熱電力の検討］
定着装置３０により転写材Ｐに与えるエネルギーは、転写材Ｐの温度上昇量と、転写材Ｐの熱容量により定められる。転写材Ｐの温度上昇量はトナーの定着状態によって決まる。転写材Ｐの熱容量は転写材Ｐの比熱と体積（坪量）によって決まる。

定着ベルト３１の外周近傍に配置した電磁誘導加熱手段４０の熱供給量Ｑ（ｗａｔｔ）は、定着ベルト３１の最大加熱幅、転写材Ｐの坪量、定着装置３０を通過する転写材Ｐの搬送速度に関係する。

表１は、紙種の異なる３種類の転写材、即ち、坪量８０（ｇ／ｍ²）の普通紙ＰＡ、坪量１２８（ｇ／ｍ²）の普通紙ＰＢ、坪量１２８（ｇ／ｍ²）の塗工紙ＰＣを選択設定し、転写材温度検知手段（非接触温度センサ）１４により測定される転写材温度と、電磁誘導加熱手段４０の加熱電力との対応関係を実験により検討して作製した電磁誘導加熱手段４０の加熱電力テーブルの一例である。

このように作製された加熱電力テーブルをＲＡＭ等の記憶手段１５に記憶させておく。ユーザは操作表示部１１で転写材Ｐの紙種ＰＡ，ＰＢ，ＰＣを予め選択設定して、画像形成装置Ａを起動させると、定着装置３０の定着ニップ部Ｎを通過した転写材Ｐの表面温度が転写材温度検知手段１４によって検知される。転写材Ｐの設定紙種と、転写材温度検知手段１４による検知温度とにより、制御手段１２は記憶手段１５に記憶された加熱電力テーブルから光沢段差の発生のない最適の加圧電力を選択して、駆動電源４５を起動させ、電磁誘導加熱手段４０を加熱させ、定着ベルト３１を最適温度に加熱する。

以上に述べたように、局部加熱手段を備えた定着装置３０において、転写材温度検知手段１４の検知信号と転写材Ｐの紙種選択とにより、各種の転写材Ｐに対して光沢段差の発生しない画像が得られる。

本発明の実施の形態では、ベルト定着式の定着装置を例として説明したが、本発明はローラ定着式の定着装置でも有効である。

本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の構成図。 本発明に係る定着装置の断面図。 他の実施の形態の電磁誘導加熱手段を備えた定着装置の断面図。 定着装置の局部加熱手段を制御する制御手段のブロック図。 本発明の定着装置における転写材の搬送経過を示す説明図。 本発明の定着装置における転写材の搬送経過を示す説明図。 定着ベルトの温度経過を示すタイミングチャート。

符号の説明

１１ 操作表示部
１２ 制御手段
１３ 転写材通過検知手段
１４ 転写材温度検知手段（非接触温度センサ）
１５ 記憶手段
３０ 定着装置
３１ 加熱定着部材（定着ベルト）
３２ 定着ローラ
３３ 加熱定着回転体（加熱ローラ）
３４ 加熱源
３５ 加圧回転体（加圧ローラ）
３６ 加熱源
４０ 電磁誘導加熱手段（非接触式局部加熱手段）
４１ ガイド板
４２ 励磁加熱コイル
４３ 磁性コア
４４ 支持部材
４５ 駆動電源
４６ 交流電源
５０ 局部加熱手段
Ａ 画像形成装置
Ｎ 定着ニップ部
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 転写材
ＰＡ，ＰＢ 普通紙
ＰＣ 塗工紙

Claims (3)

1. 回転する加熱定着回転体と該加熱定着回転体に圧接して回転する加圧回転体とにより形成された定着ニップ部に未定着トナー像を担持した転写材を通過させて加熱定着する定着装置を有する画像形成装置において、
   前記定着ニップ部より前記加熱定着回転体の回転方向上流側で前記転写材との接触面側を加熱する位置に配設された局部加熱手段と、
   前記定着ニップ部より転写材搬送方向下流側に配設され転写材の温度を検知する転写材温度検知手段と、
   前記局部加熱手段を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記転写材温度検知手段の検知結果と転写材情報に応じて前記局部加熱手段への熱供給量を変更するように制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記局部加熱手段は電磁誘導加熱手段であり、前記加熱定着回転体は金属を含有した発熱層を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記加熱定着回転体は、無端状の定着ベルトであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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