JP2007108464A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の定着手段による定着加熱後のトナー像に接触し光沢を付与させる第２の定着手段を、均一にかつ高効率で冷却可能にし、安定して定着トナー像の光沢度を向上させる。
【解決手段】画像光沢付与装置２２を、相互に圧接して加圧ニップ部Ｎ’を形成しつつ回転する一対の回転体である光沢付与ロール３１と加圧付与ロール３２とにより構成する。光沢付与ロール３１の外側表面にヒートシンク３４を直接接触させ、ヒートシンク３４の光沢付与ロール３１と接触する接触面である内面３４ａを、光沢付与ロール３１の外表面の径と同じ半径の円弧形状にし、かつヒートシンク３４の長手方向の長さを光沢付与ロール３１の長手方向の長さと同じにし、ヒートシンク３４を光沢付与ロール３１全体に均一に接触させることにより、光沢付与ロール３１の表面温度にムラが発生しないように冷却する。
【選択図】図２

Description

本発明は、未定着トナー像の記録材への定着処理を行う際に、定着像に光沢を付与するための手段を備えた定着装置、およびその定着装置を搭載した画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成プロセスにより、加熱溶融性の樹脂などからなるトナーを用いてトナー画像を得るには、記録材に転写された未定着トナー像を定着させるため、加熱および加圧を行う定着装置が設置されている。

図８は従来一般的な２ロール方式による定着装置の概略構成図であって、１０１は内部に熱源１０２が配された加熱ロール、１０３は加熱ロール１０１に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧ロールである。

加熱ロール１０１は、図８において反時計方向に回転駆動され、加圧ロール１０３は、加熱ロール１０１に連れて回転する。加熱ロール１０１の表面は、熱源１０２の熱により加熱されて、トナーが軟化する温度以上に保持されている。

未定着トナー像Ｔｏが表面に転写された記録材Ｐは、加熱ロール１０１と加圧ロール１０３間のニップ部Ｎに送られ、該ニップＮにて加熱ロール１０１と加圧ロール１０３とから熱と圧力が加えられ、未定着トナー像Ｔｏのトナーが軟化ないし溶融した状態となり、ニップＮから出た後、冷却されることにより、記録材Ｐ表面に固着して定着することになる。

しかし、前記のような構成の定着装置により得られるトナー画像Ｔａでは、画像の光沢度が十分でないという課題があった。これは、自然冷却によってトナーが冷却固化されることになり、加熱ロール１０１との接触によりトナー画像Ｔａの表面に小さなうねりができてしまい、十分な光沢度が得られないことによる。

この課題を克服し、光沢度を向上させる発明として、特許文献１，２にはベルト構造の定着装置の発明が提案されている。この発明では、ベルトにて挟持搬送される間に定着処理が行われ、ベルトから分離される前に記録材におけるトナー画像が冷却されるため、ベルトの表面状態がトナー画像表面に接した状態のままでトナーが固化することになる。したがって、トナー画像に従来のようなうねりが発生しない。

しかし、同一のベルト内においてトナー溶融のため加熱と冷却のサイクルを繰り返すことは、エネルギ的に無駄である。また、加温部と冷却部との著しい温度差のためベルトに損傷を生じさせるなど、耐久性上の問題が生じる。

前記問題を解決する発明として、加熱ロールと加圧ロールとによる定着処理の後、記録材を、一対のロールにて形成された加圧ニップを通過させる構成にし、ベルトを用いないようにしたものが特許文献３に記載されている。この発明ではベルトを使用しないため、前記問題がなく光沢度を向上させることができる。また、前記一対のロールには、連続定着処理によりロール温度が上昇してトナー画像に影響を与えないように冷却するため、冷却手段が設けられている。

特許文献４には、特許文献３に記載の発明を基本構成として、加熱ロールと加圧ロールの下流側に配されたロール対に加熱手段を搭載し、光沢制御を行うようにした構成の発明が記載されている。
特開平２−１６２３８３号公報 特開２００４−７８０４５号公報 特開２００４−１３９０３９号公報 特開２００４−１３９０４０号公報

前記従来の技術において、特許文献２には、ベルトの温度状態を安定させ、定着後のトナー像の光沢度を調整するために、定着ベルトの内側面に接触して定着ベルトの熱を放出する放熱体を設けることが開示されている。

また、特許文献３，４には、ロールの温度を安定させるための冷却手段として、ロールから離して設置された送風ファンを用いることが開示されている。

しかし、特許文献２に記載のように、放熱体をベルト内側に配することは、ベルト内部に熱がこもって放熱効率が落ちることになり、結果的に冷却能力が低下してしまう。

また、特許文献３，４に記載のように、送風ファンの送風によりロールを冷却するようにしても、ファンによる風をロール全体に均一に当てることは不可能であり、結果としてロール表面の温度にムラが生じる。最終的な画像の光沢度は、定着後半工程のロール対の表面温度にも依存するため、ロールの温度ムラは画像の光沢ムラとなってあらわれる。

また、送風による熱取得度は小さく、冷却効率が悪い。さらに、送風により加熱ロールと加圧ロールなどの周辺部材の温度環境にも影響を与えてしまうという課題も生じる。

本発明の目的は、前記従来の技術の課題を解決し、第１の定着手段による定着加熱後のトナー像に接し光沢を付与させる第２の定着手段を、均一にかつ高効率で冷却可能にし、安定して定着トナー像の光沢度を向上させることができる定着装置、およびその定着装置を搭載する画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、未定着トナー像が形成された記録材に熱を与え、前記未定着トナー像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする第１の定着手段と、前記第１の仮定着手段によって、外力により変形し得る状態となった前記トナーの当該状態が維持されているうちにトナーに接し光沢を付与する第２の定着手段とを備えた定着装置において、前記第２の定着手段の外側に接触して、該第２の定着手段を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、冷却手段が第２の定着手段の外側に直接接触して冷却することにより、冷却効率が高まり、かつ他部材への温度影響がなくなり、しかも、冷却手段が第２の定着手段の外側に位置することにより、冷却手段自体の外部放熱が良好に行われるようになるなど、第２の定着手段の状態が安定するため、定着時の光沢度向上処理が良好にかつ安定して行われることになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、冷却手段としてヒートシンクを用いたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、冷却手段としてヒートパイプを用いたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の定着装置において、第２の定着手段の外側に対して冷却手段を接離可能にしたこと特徴とし、この構成によって、冷却手段が、必要時のみ第２の定着手段に直接接触して冷却することが可能になり、冷却手段との摩擦による第２の定着手段の劣化を抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１または４記載の定着装置において、第２の定着手段がドラム構造であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１または４記載の定着装置において、第２の定着手段がベルト構造であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６いずれか１項記載の定着装置において、冷却手段の内側面を、第２の定着手段との接触部位の形状に合致させて形成したことを特徴とし、この構成によって、第２の定着手段に対する冷却面が大きく冷却効率が高まり、また接触抵抗も小さくなって耐久性が向上する。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７いずれか１項記載の定着装置において、第２の定着手段の内側における冷却手段が接触する部位に、該部位の変形を防ぐための保持部材を接触させたことを特徴とし、この構成によって、冷却手段の直接接触によっても、第２の定着手段の変形，変位などの不具合の発生を防ぐことができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８いずれか１項記載の定着装置において、第２の定着手段と冷却手段との接触面に潤滑剤を塗布したことを特徴とし、この構成によって、両者間の接触抵抗を低減させることができ、可動構造の第２の定着手段にあっては円滑で安定した動作が行われることになる。

請求項１０に記載の発明は、トナー像担持体から記録材に対してトナー像を転写させて現像する現像部と、転写後の未定着トナー像を加熱加圧して前記記録材に定着させる定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部に請求項１〜９いずれか１項記載の定着装置を設置したことを特徴とし、この構成によって、定着部におけるトナー像への光沢付与が良好に安定して行われるため、形成される画像が高品質で安定することになる。

本発明に係る定着装置によれば、冷却手段が第２の定着手段の外側に直接接触して冷却することにより、冷却効率が高まり、かつ他部材への温度影響がなくなり、しかも、冷却手段が第２の定着手段の外側に位置することにより、冷却手段自体の外部放熱が良好に行われるようになるなど、第２の定着手段の状態が安定するため、定着時の光沢度向上処理が良好にかつ安定して行われるなど、実際的な効果が大である。

また、本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る定着装置を設置したことにより、トナー像への光沢付与が良好に安定して行われ、形成される画像が高品質で安定するなどの効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態を説明するための画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成図であって、本画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する現像部１と、トナー像を記録材に定着する定着部２を具備している。

図１において、現像部１は、ドラム状の感光体として構成された第１〜第４のトナー像担持体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫを有し、各トナー像担持体上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像およびブラックトナー像の各色のトナー像がそれぞれ形成される。第１〜第４のトナー像担持体３Ｙ〜３ＢＫに対向して転写ベルト４が配置され、この転写ベルト４は、駆動ローラ５と従動ローラ６間に架設されて、矢印Ａ方向に移動駆動される。

第１〜第４のトナー像担持体３Ｙ〜３ＢＫ上にトナー像を形成する構成、および動作はそれぞれ実質的に同一であるため、第１のトナー像担持体３Ｙにトナー像を形成する構成のみ説明する。

トナー像担持体３Ｙは、図１において時計方向に回転駆動され、帯電ローラ７によって表面が所定の極性に均一に帯電される。次いで、その帯電面に、レーザ書き込みユニット８から出射する画像データに基づき光変調されたレーザビームＬが照射され、この照射による露光によりトナー像担持体３Ｙ上に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像装置９によってイエロートナー像として可視像化される。

一方、図示しない給紙部から、例えば普通紙または樹脂シートあるいは樹脂フィルムなどから成る記録材Ｐが給送され、記録材Ｐが、矢印Ｂで示すように、トナー像担持体３Ｙと転写ベルト４の間に送り込まれ、転写ベルト４に担持されて搬送される。転写ベルト４を挟んで、像担持体３Ｙに略対向する位置に転写ローラ１０が配置されており、転写ローラ１０に対し、トナー像担持体３Ｙ上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、トナー像担持体３Ｙ上のイエロートナー像が記録材Ｐ上に転写される。記録材Ｐに転写されず、トナー像担持体３Ｙ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置１１によって除去回収される。

同様にして、第２〜第４のトナー像担持体３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ上にマゼンタトナー像、シアントナー像およびブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、前記イエロートナー像の転写された記録材Ｐ上に順次重ねて転写される。

このようにして４色の未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、矢印Ｃで示すように定着部２に送り込まれ、該定着部２を通過する。このとき、そのトナー像が記録材Ｐ上に定着され、該定着部２を通過した記録材Ｐは、矢印Ｄ方向に搬送されて排紙トレイ（図示せず）に排出される。

本実施形態における定着部２は、二段ローラ構成の光沢付与機構付き定着装置であって、定着部２は、主として、加熱仮定着工程を担う加熱仮定着装置（第１の定着手段）２１と、画像光沢付与工程を担う画像光沢付与装置（第２の定着手段）２２とからなる。

図２に示す本発明の実施形態１における定着部の構成図のように、加熱仮定着装置２１は、従来より一般的に用いられている２ロール方式による定着装置と基本的に同様の構成であり、基本構成としては、相互に圧接して定着ニップ部Ｎを形成しつつ回転する加熱ロール（加熱回転体）２３および加圧ロール（加圧回転体）２４からなる。

加熱ロール２３は矢印Ａ方向に回転し、この加熱ロール２３に加圧ロール２４が圧接して両ロール２３，２４間に定着ニップ部Ｎを形成しつつ、加圧ロール２４は矢印Ｂ方向に従動回転する。加熱ロール２３は、図３に示すように、例えば中空筒体形状の芯金２３ａ外周にシリコーンゴムなどの耐熱性の弾性体層２３ｂが形成されてなり、芯金２３ａの中空部分にはハロゲンヒータ２５が内蔵され、定着（仮定着）に必要な熱供給がなされる。

加圧ロール２４も加熱ロール２３と同様に、図３に示すように、中空筒体形状の芯金２４ａの外周にシリコーンゴム層２４ｂが形成されてなり、芯金２４ａの中空部分に熱源としてのハロゲンヒータ２６が内蔵されている。

両ロール２３，２４表面の温度制御は、加熱ロール２３に温度検知素子としてのサーミスタ２７を、また加圧ロール２４に温度検知素子としてのサーミスタ２８を、それぞれ接触配置して、サーミスタ２７，２８により各ロール２３，２４の表面温度を検知し、各ロール２３，２４の表面温度が所定値となるように、図示しない制御装置によってハロゲンヒータ２５，２６に対するオン・オフ制御が行われる。

未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐは、搬送ガイドにより図の左方より矢印Ｅ方向に進行し、加熱ロール２３と加圧ロール２４間の定着ニップ部Ｎに入る。そして定着ニップ部Ｎで熱および圧力が加えられて仮定着された後、分離爪２９，３０で両ロール２３，２４から剥離されて、定着ニップ部Ｎから排出される。

用紙Ｐの矢印Ｅ方向への進行に伴い、定着ニップ部Ｎの入口から出口にかけて、未定着トナー画像Ｔのトナー温度は上昇を続け、定着ニップ部Ｎの出口で最高温度になる。このときのトナー温度は一般に１１０〜１５０℃となり、定着ニップ部Ｎから排出された記録材Ｐ表面の半定着トナー画像Ｔ’のトナーは、溶融状態で外力により変形し得る状態となっている。

トナーは、一般的なものであって、酸価５以下の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタン系エステルワックス、酸価１０〜３０の酸化ライスワックス、合成エステルワックスからなる群より少なくとも１種のＷＡＸが含有されており、平均分散粒径が０．１〜１．０μｍになっている。さらに、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）は２．５〜５．０μｍ、平均円形度が０．９５〜０．９９の形状で、結着樹脂は高化式フローテスターにおける１／２流出温度が１１０〜１４５℃のポリエステル樹脂を主成分としている。これによって静電転写時の帯電のバラツキを抑えることができ、トナーの散りなどの画質の劣化を防止することができる。また、ポリエステル樹脂を主成分にすることにより、トナーの変形や定着温度を低温化することができ、省エネルギ化が可能となる。

画像光沢付与装置２２は、前記のように加熱仮定着装置２１により軟化ないし溶融状態となった未定着トナー画像のトナーが、外力により変形し得る状態が維持されている範囲内に設置される。トナーが溶融状態から軟化状態となり、さらに冷却されて軟化点以下の温度となり、最終的に固化する過程において、画像光沢付与手段２２で加圧面により加圧された場合に、トナーが流動して平滑な面が形成され、高光沢な画像が得られる。

すなわち、前記半定着トナー画像Ｔ’のトナーが、外力により変形し得る状態が維持されているうちに、画像光沢付与装置２２に導入され、画像光沢付与装置２２による処理が施される（画像光沢付与工程）。このとき、半定着トナー画像Ｔ’のトナーは、その凝集力によってうねりを生じたフリーな状態となっているが、画像光沢付与装置２２により、半定着トナー画像Ｔ’のトナーを流動させ、望ましい画像光沢へと形状が整えられる。

また、そのとき同時に、半定着トナー画像Ｔ’のトナーから熱エネルギを奪うことによりトナーを冷却し固化する。これにより再凝集することなく、高光沢状態を維持したトナー画像Ｔ”の形成された記録材Ｐが、定着処理を受けて図示しない排紙トレイに排出されることになる。

図２に示すように、画像光沢付与装置２２は、相互に圧接して加圧ニップ部Ｎ’を形成しつつ回転する一対の回転体である光沢付与ロール３１と加圧付与ロール３２により構成されている。光沢付与ロール３１は、基本的には図３にて説明したロール構造と同様の構造であって、内部には加熱部材としてのハロゲンヒータ３３が設置されている。光沢付与ロール３１と加圧付与ロール３２は、前記加熱ロール２３と加圧ロール２４の回転による線速と略等しい線速にて、矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向にそれぞれ回転する。

定着動作でない待機時には、画像光沢付与装置２２の両ロール３１，３２の表面温度は室温と同程度になっているが、定着時、加熱仮定着装置２１により熱せられた記録材Ｐが光沢付与ロール３１に挿通し始めると、光沢付与ロール３１および加圧付与ロール３２の表面温度は徐々に向上し、飽和温度に達する。

この光沢付与ロール３１の飽和温度は、雰囲気温度や通紙スピード、加熱仮定着装置２１の温度に依存するが、該飽和温度が高くなり過ぎると、光沢付与ロール３１内でトナー画像が冷却固化されきれず、結果として光沢度の低下を招く。これを防ぐためには稼動時に、光沢付与ロール３１を全面にわたって、均一に冷却する必要がある。

光沢付与ロール３１の外側表面には、冷却手段としてのヒートシンク３４が直接接している。ヒートシンク３４の光沢付与ロール３１と接触する接触面である内面３４ａは、光沢付与ロール３１の外表面の径と同じ半径の円弧形状にしている。このような接触部位を同じ形状にすることにより、光沢付与ロール３１との接触面積を増やし、冷却効率を上げることができる。

ヒートシンク３４の長手方向の長さは、光沢付与ロール３１の長手方向の長さと同じであり、光沢付与ロール３１全体を冷却することができるように設置されている。光沢付与ロール３１全体に均一に接触することにより、光沢付与ロール３１の表面温度にムラが発生しないように均一に冷却することが可能になる。

また、図４に示すように、ヒートシンク３４における光沢付与ロール３１との接触面３４ａとは反対面に、フィン３４ｂを突設して放熱効率を上げるようにしてもよい。また、ヒートシンク３４の材質としてはアルミ，銅などの熱伝導率の高いものが望ましい。

光沢付与ロール３１にはオイル塗布ロール３５が設置されている。オイル塗布ロール３５により、光沢付与ロール３１に潤滑剤としてのオイルを塗布することによって、ヒートシンク３４との摩擦を少なくし、光沢付与ロール３１の表面平滑性を保つことができる。最終的な画像の光沢度は光沢付与ロール３１の表面平滑性にも依存する。またオイル塗布することにより、光沢付与ロール３１へのトナーの付着を抑えることもできる。

また、通紙枚数が少なく、光沢付与ロール３１の温度上昇が問題にならない場合は、ヒートシンク３４を光沢付与ロール３１から離すように構成することが望ましい。すなわち、温度検知素子として光沢付与ロール３１に設置されているサーミスタ３６により光沢付与ロール３１の表面温度を監視し、所定温度以上になって始めてヒートシンク３４を光沢付与ロール３１に圧接し、冷却を始めるように構成する。このように、光沢付与ロール３１とヒートシンク３４との接触時間を最小限に抑えることにより、摩擦による表面削れを最小限に抑えることができる。

図５は本発明の実施形態２の定着部における冷却手段を示す斜視図であり、実施形態２では、実施形態１におけるヒートシンクに代えてヒートパイプを冷却手段として用いている。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明した部材に対応する部材には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。

光沢付与ロール３１の軸線方向に沿って、内部に冷却剤からなる作動液が内蔵されたヒートパイプ３７を延在させており、該ヒートパイプ３７は、光沢付与ロール３１に対向する部分３７ａと、この部分３７ａから外れた両側の延出部３７ｂとからなり、両延出部３７ｂの端部にはそれぞれ放熱フィン３８を設置している。各放熱フィン３８には近接してファン３９を配置してあり、ファン３９を作動させることによってフィン３８を介してヒートパイプ３７内の作動液を冷却する。

また、ヒートパイプ３７の光沢付与ロール３１に対向する部分３７ａは、必要に応じて光沢付与ロール３１に対して接離させることができるようにし、さらに光沢付与ロール３１にはサーミスタ（図示せず）を配設し、光沢付与ロール３１の表面温度を検知することにより、その検知情報を受けて制御手段（図示せず）がファン３９を駆動・停止する構成になっている。

このような構成によって、光沢付与ロール３１の熱はヒートパイプ３７に伝達され、さらにヒートパイプ３７内の作動液の気化によって効率よくヒートパイプ３７の延出部３７ｂおよびフィン３８に伝達されて、ファン３９によって冷却されることになる。

定着画像の光沢度を適正に維持するには光沢付与ロール３１の表面温度を一定に維持することが必要であり、例えば定着付与ロール３１の表面温度を５０℃に維持しようとするときには、定着付与ロール３１の表面温度が５０℃以上のときには、ヒートパイプ３７を光沢付与ロール３１に当接させて、その表面温度を低下させ、ロール表面温度が５０℃以下の場合にはヒートパイプ３７を光沢付与ロール３１から離隔させて、その表面温度を上昇させることによって、光沢付与ロール３１の表面温度を５０±５℃程度に維持することが可能である。

図６は本発明の実施形態３における定着部の構成図であり、実施形態３が実施形態１と異なる点は、画像光沢制御装置２２の構成であって、実施形態１が光沢付与ロール３１がドラム構造であるのに対し、同部位をベルト構造にした点が異なる。

図６に示すように、実施形態３では実施形態１の光沢付与ロール３１の設置位置に、上下（記録材Ｐの搬送方向に対して垂直方向）に離間させて２本の張架ロール４１，４２を配設し、この張架ロール４１，４２間に光沢付与ベルト４３を架設している。サーミスタ６および冷却手段であるヒートシンク３４を光沢付与ベルト４３の外側に設置し、かつヒートシンク３４を光沢付与ベルト４３の外側に直接接触するように設置している。また、光沢付与ベルト４３を介してヒートシンク３４と対向して光沢付与ベルト４３の変形などを防ぐように保持部材であるガイドブロック４４を設置してある。

張架ロール４１，４２の内、加圧付与ロール３２に近接する張架ロール４２に加熱部材であるハロゲンヒータ３３を内設してある。

図７は本発明の実施形態４における定着部の構成図であり、実施形態４が実施形態１と異なる点は、実施形態１では光沢付与ロール３１と加圧付与ロール３２とがドラム構造であるのに対して、同部位をベルト構造にした点が異なる。

図７に示すように、実施形態４では記録材Ｐの搬送方向に平行に離間させて配設した２本の張架ロール４５，４６間に光沢付与ベルト４７を配設し、さらに、同様にして２本の張架ロール４８，４９間に加圧付与ベルト５０を配設している。そして、ヒートシンク３４を光沢付与ベルト４７の外側に直接接触するように設置し、光沢付与ベルト４７を介してヒートシンク３４と対向して光沢付与ベルト４７の変形などを防ぐようにガイドブロック４４を設置してある。

光沢付与ベルト４７を支持する張架ロール４５，４６の内、記録材搬送方向の上流側の張架ロール４５に加熱部材であるハロゲンヒータ３３を内設してある。本実施形態では、ハロゲンヒータ３３を光沢付与ベルト４７の表面を５０±５℃程度に維持するように点灯制御することにより、従来技術の課題にて説明したような、光沢付与ベルト４７が張架ロール４５，４６の温度差により損傷を受けることはない。

なお、実施形態３，４では、冷却手段としてヒートシンク３４を用いた例を説明したが、図５にて説明したヒートパイプ３７を設けてもよい。

本実施形態の効果を実証するため、図２に示す実施形態１の光沢付与ロール３１の外側にヒートシンク３４を直接接触させる構成において、光沢付与ロール３１の構造を、図３に示すように、中空筒体形状の芯金２４ａを３ｍｍの鉄製のロールとし、外周にシリコーンゴム層２４ｂを２ｍｍ、ＰＦＡ樹脂を３０μｍ付設したものに対する冷却効果のテストを行った。

冷却手段は、本実施形態で説明したヒートシンクとしてアルミニウム製のもの（Ａｌ：比重２．７０（ｋｇ／ｍ^３），比熱９．２０（Ｊ／ｋｇ・Ｋ），熱伝導率２．０４（Ｗ／ｍ・Ｋ））を使用した場合と、従来の空気（空気：比重１．１９（ｋｇ／ｍ^３），比熱１．００（Ｊ／ｋｇ・Ｋ），熱伝導率２．５７（Ｗ／ｍ・Ｋ））による冷却の場合である。

テスト条件としては、初期温度が、光沢付与ロールが１６０℃、ヒートシンクが２５℃、空気が２５℃とし、この状態から５秒間冷却した後の光沢付与ロールの温度を測定した。

その結果、５秒後の光沢付与ロールの温度は、ヒートシンクを用いたものでは２６℃であり、ファンによる２５℃の空気を一定送風したものでは１５８℃であった。これにより、本実施形態におけるヒートシンク使用の構造のものの冷却効果が高いことが実証された。

このように本実施形態の定着装置によれば、ヒートシンク，ヒートパイプなどの冷却手段が、光沢付与ロール，光沢付与ベルトなどの第２の定着手段の外側に直接接触して冷却することにより、冷却効率が高まり、かつ他部材への温度影響がなくなり、しかも、冷却手段が第２の定着手段の外側に位置することにより、冷却手段自体の外部放熱が良好に行われるようになるなど、第２の定着手段の状態が安定するため、定着時の光沢度向上処理が良好にかつ安定して行われる。

また、本実施形態の定着装置を電子写真方式の画像形成装置の定着部に搭載することにより、定着部におけるトナー像への光沢付与が良好に安定して行われるため、形成される画像が高品質で安定する。

本発明は、トナー定着像に光沢を付与するための手段を備えた定着装置における温度に係る影響を抑制するために適用され、また定着装置を搭載するファクシミリ装置，複写機，プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に用いて有効である。

本発明の実施形態を説明するための画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成図 実施形態１における定着部の構成図 本実施形態におけるロール構造の説明図 本実施形態におけるヒートシンクの構造の説明図 本発明の実施形態２の定着部における冷却手段を示す斜視図 本発明の実施形態３における定着部の構成図 本発明の実施形態４における定着部の構成図 従来一般的な２ロール方式による定着装置の概略構成図

符号の説明

１ 現像部
２ 定着部
２１ 加熱仮定着装置（第１の定着手段）
２２ 画像光沢付与装置（第２の定着手段）
２３ 加熱ロール（加熱回転体）
２４ 加圧ロール（加圧回転体）
３１ 光沢付与ロール
３２ 加圧付与ロール
３３ ハロゲンヒータ（加熱部材）
３４ ヒートシンク
３４ａ ヒートシンクの内面
３４ｂ フィン
３５ オイル塗布ロール
３７ ヒートパイプ
３８ 放熱フィン
３９ ファン
４１，４２，４５，４６，４８，４９ 張架ロール
４３，４７ 光沢付与ベルト
４４ ガイドブロック
５０ 加圧付与ベルト

Claims (10)

1. 未定着トナー像が形成された記録材に熱を与え、前記未定着トナー像のトナーを軟化ないし溶融させて、外力により変形し得る状態とする第１の定着手段と、
   前記第１の定着手段によって、外力により変形し得る状態となった前記トナーの当該状態が維持されているうちにトナーに接し光沢を付与する第２の定着手段とを備えた定着装置において、
   前記第２の定着手段の外側に接触して、該第２の定着手段を冷却する冷却手段を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記冷却手段としてヒートシンクを用いたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記冷却手段としてヒートパイプを用いたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
4. 前記第２の定着手段の外側に対して前記冷却手段を接離可能にしたこと特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の定着装置。
5. 前記第２の定着手段がドラム構造であることを特徴とする請求項１または４記載の定着装置。
6. 前記第２の定着手段がベルト構造であることを特徴とする請求項１または４記載の定着装置。
7. 前記冷却手段の内側面を、前記第２の定着手段との接触部位の形状に合致させて形成したことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の定着装置。
8. 前記第２の定着手段の内側における前記冷却手段が接触する部位に、該部位の変形を防ぐための保持部材を接触させたことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の定着装置。
9. 前記第２の定着手段と前記冷却手段との接触面に潤滑剤を塗布したことを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の定着装置。
10. トナー像担持体から記録材に対してトナー像を転写させて現像する現像部と、転写後の未定着トナー像を加熱加圧して前記記録材に定着させる定着部とを備えた画像形成装置において、
    前記定着部に請求項１〜９いずれか１項記載の定着装置を設置したことを特徴とする画像形成装置。

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