JP2011137963A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面の光沢度、厚み、白色度等が異なる記録媒体に切替えられて通紙されても装置を停止することなく定着処理が可能な定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】非接触で搬送される記録媒体Ｐを予備加熱する予備加熱機構部１２Ａと、定着機構部１２Ｂと、を備え、予備加熱機構部１２Ａは、搬送される記録媒体Ｐに近接した状態で記録媒体搬送方向に順次並べて配列され、定着処理のときに発熱状態となる複数の発熱体１２１ａと、複数の発熱体１２１ａと記録媒体搬送経路の間に配置され、発熱体１２１ａから記録媒体Ｐへの輻射熱を遮る遮蔽物の開閉制御を行って複数の発熱体１２１ａのうち搬送される記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数の調整が可能なシャッター１２７と、を有し、記録媒体Ｐの表面光沢度、厚み、白色度の少なくともいずれかに基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度が調整される。
【選択図】図２

Description

本発明は、予備加熱機構部を備える定着装置及び該定着装置を備えトナーを用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、表面の光沢度、平滑度、厚み、白色度等が異なる各紙種に対応した定着装置及び画像形成装置に関するものである。

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置は、所定の温度に制御された定着ローラと、弾性体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記録媒体表面上の未定着のトナー画像を加熱し、加圧することによって定着する熱ローラ定着方式が、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。

ここで、定着装置には、主にカラー画像の画質や品位を向上させるために、トナー画像の光沢度を制御することが求められている。光沢度は特にカラー画像においては、ある程度高い方が、画像濃度が高くなり、色域を広くすることができるので、好ましい。しかし逆に、光沢度が高すぎると、反射光が多くなるため、文字画像においては、文字が読みにくくなるという欠点がある。

また、記録媒体の厚み、連量が増大すると記録媒体の熱容量が増えるため、トナーに与えられた熱が記録媒体に奪われ、トナーの記録媒体への定着が困難となり、その対応が求められていた。

また、白色度の高い記録媒体は、一般的に炭酸カルシウムなどの添加剤を多く含有しており、トナーが記録媒体に定着するのを阻害する要因となっている。例えば、カラー印刷で使用される上質紙は、普通紙（白色度７０％程度）よりも炭酸カルシウムなどの添加剤を多く含有して、白色度が９０％以上となっており、定着しにくい傾向があった。

これらの問題に対して、特許文献１では、記録媒体の光沢度を検出し、定着時間、定着温度、定着圧力などの定着条件を制御することにより、所望の光沢を得る手段が開示されている。

しかしながら、特許文献１の技術では、光沢度の調整のためには、定着速度、定着温度、定着圧力の定着条件を変更するとしており、このように定着条件を変更した後に定着処理が可能となるまでに所定の時間を要することから、生産性が低下する問題があった。

また、定着後に光沢度を測定して、目標とする光沢度とそれを得るための適切な熱量に調整する装置として、特許文献２では、テスト画像の光沢度を検出し、目標とする光沢度とそれを得るための適切な熱量を記憶し、本出力時に適応させる手段が開示されている。

しかしながら、特許文献２の技術では、テスト画像を印刷しないと最適条件がでないため、テスト画像分の記録媒体の無駄が生じ、生産性を低下させるものであった。

また、特許文献３，４には、定着ローラの前段部に用紙を加熱するプレヒータを設け、用紙の厚みに応じてプレヒータの用紙へ投入する熱量の制御を行う定着補助手段が開示されている。

しかしながら、特許文献３，４では、プレヒータが用紙の裏面に接触して加熱する構成となっており、厚紙への対応が難しかった。また、帳票など同じ厚みの用紙が連続することを前提としており、薄紙から厚紙に用紙の厚みが瞬間的に切り替わる場合の対応が困難であった。

また、特許文献５，６には、用紙の厚みに応じて投入する熱量を変更する手段が開示されている。

しかしながら、特許文献５の技術は、用紙の厚みが切り替わるときに、トナー画像のオフセットが極力発生しない程度の定着温度に変更することで、高速印刷を実現しようとするものであり、必ずしも画質と生産性を完全に両立させるものではなかった。
また、特許文献６の技術では、用紙の厚みに応じて定着ローラの制御温度を変更することが記載されているのみで、例えば厚紙に切り替わるときに定着ローラの制御温度を変更した後に定着処理が可能となるまでに所定の時間を要することから、生産性が低下する問題があった。

また、特許文献７には、白色度を検知して、その検知結果に応じて定着条件等を変更する手段が開示されている。

しかしながら、特許文献７の技術は、検知した用紙の白色度に応じて、形成する画像の色補正を行い、良好な画質を得ようとするものであり、定着不良を改善しようとするものではなかった。

また、特許文献１及び５〜７は、光沢度、用紙厚み、白色度について各々の記載はされているが、複合的には記載されていない。使用される紙種が少なく、画質、生産性が重視されていないオフィス用の複合機や家庭用プリンタでは、光沢度、用紙厚み、白色度について各々の検出による定着条件の制御で問題ないが、プロダクションプリンティング（ＰＰ）市場などの商業印刷分野では、使用される紙種が多く、画質、生産性も重視されるため、複合的に検出し、より最適な定着条件を決定する必要があった。

本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、表面の光沢度、厚み、白色度等が異なる記録媒体が混在して通紙され、あるいは切替えられて通紙されても装置を停止することなく定着処理が可能な定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 記録媒体（記録媒体Ｐ）上のトナー（未定着トナーＴ）を熱と圧力により定着させるニップ部を有する定着機構部（定着機構部１２Ｂ）と、前記定着機構部の記録媒体搬送方向の上流側に配置され、非接触で搬送される前記記録媒体を加熱する予備加熱機構部（予備加熱機構部１２Ａ）と、を備え、前記予備加熱機構部は、搬送される記録媒体に近接した状態で記録媒体搬送方向に順次並べて配列され、定着処理のときに発熱状態となる複数の発熱体（発熱体１２１ａ）と、該複数の発熱体と記録媒体搬送経路の間に配置され、前記発熱体から前記記録媒体への輻射熱を遮る遮蔽物（遮蔽板１２７ａ）の開閉制御を行って前記複数の発熱体のうち搬送される記録媒体へ露出させる発熱体の本数の調整が可能なシャッター（シャッター１２７）と、を有し、前記記録媒体の表面光沢度、厚み、白色度の少なくともいずれかに基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする定着装置（定着装置１２、図２，図３）。
〔２〕 記録媒体表面の光沢度を測定する光沢度測定手段（光沢度測定手段１２９）を備え、前記光沢度測定手段による前記記録媒体の表面光沢度の測定結果に基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔３〕 記録媒体表面の光沢度を測定する光沢度測定手段を前記定着機構部の記録媒体搬送方向の下流側に備え、前記光沢度測定手段による前記記録媒体の表面光沢度及び該記録媒体に定着されたトナー画像の光沢度の測定結果に基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔４〕 記録媒体の厚みを測定する記録媒体厚み測定手段（記録媒体厚み測定手段１２１２）を備え、前記記録媒体厚み測定手段による前記記録媒体の厚みの測定結果に基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の定着装置。
〔５〕 記録媒体の白色度を測定する白色度測定手段（白色度測定手段１２１３）を備え、前記白色度測定手段による前記記録媒体の白色度の測定結果に基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の定着装置。
〔６〕 前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置（マルチレーザビームプリンタ１、図１）。

本発明の定着装置によれば、表面の光沢度、厚み、白色度等が異なる記録媒体が混在して通紙され、あるいは切替えられて通紙されても、予備加熱機構部において通紙される記録媒体に対応した加熱条件に短時間で変更できるので、装置を停止することなく定着処理が可能となる。
本発明の画像形成装置によれば、表面の光沢度、厚み、白色度等が異なる記録媒体が混在して通紙され、あるいは切替えられて通紙されても、本発明の定着装置を備えるので、記録媒体の搬送を停止させることなく通紙ができるとともに、該記録媒体に適切な光沢度のトナー画像を定着させることができる。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面概略図である。 本発明に係る定着装置の構成を示す断面概略図である。 図２の予備加熱機構部におけるシャッターの詳細構成を示す図である。 図２の光沢度測定手段の構成を示す断面概略図である。 本発明の定着装置と従来の定着装置における記録媒体の切り替わりの際の搬送速度変化の様子を比較した図である。

以下に、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態である乾式電子写真方式を用いたマルチカラーレーザビームプリンタの構成を示す断面概略図である。
図１に示すように、マルチカラーレーザビームプリンタ１は、２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの作像部を有する。

光導電性を有する感光体３は、コントローラから印刷動作開始信号が出力されると、印刷速度に対応する速度で回転し、帯電器４により例えば負（−）の高電圧が印加され、感光体３表面は均一に帯電する。

ついで、コントローラからドットイメージに変換された文字データや図形データは、レーザ光ＯＮ／ＯＦＦ信号として印刷装置に発信され、光学部５からのレーザ光が均一に帯電した感光体３表面に照射される。レーザ光の照射により、感光体３表面の電荷が消失した部分には、現像機６により負（−）帯電したトナーが静電吸引され、感光体３上に付着し、未定着トナーＴを形成する。

感光体３上に形成されたトナー像は、用紙ガイド８により一定の張力に保たれながら搬送される記録媒体Ｐ上に、転写器１０の静電吸引力により転写される。
未定着トナーＴの転写を完了した感光体３は、表面の電荷を一様に消失した後、清掃機１１により残留トナーを清掃し、再度帯電工程を開始する。

図１に示すマルチカラーレーザビームプリンタ１においては、作像部２Ｋ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｙにおいて、それぞれ上記作像プロセスが行われて、未定着トナーＴは記録媒体Ｐ上に順次重ねられる。その後、記録媒体Ｐは定着装置１２に搬送され、定着プロセスが行われて、未定着トナーＴは記録媒体Ｐ上に加熱定着される。

次に、本発明に係る定着装置１２の構成について説明する。
図２は、本発明に係る定着装置の構成を示す断面概略図である。
定着装置１２は、記録媒体Ｐ上のトナーＴを熱と圧力により定着させるニップ部を有する定着機構部１２Ｂと、定着機構部１２Ｂの記録媒体搬送方向の上流側に配置され、非接触で搬送される記録媒体Ｐを加熱する予備加熱機構部１２Ａと、を備える。

ここで、予備加熱機構部１２Ａは、未定着トナーＴが転写された記録媒体Ｐを定着機構部１２Ｂに搬入する前に、トナー転写面側（図中記録媒体Ｐの上面側）から非接触で予備的に加熱するものであり、搬送される記録媒体Ｐに近接した状態で記録媒体搬送方向に順次並べて配列され、定着処理のときに発熱状態となり遠赤外線（輻射熱）を放射する複数のハロゲンランプなどの発熱体１２１ａ、及び該複数の発熱体１２１ａの記録媒体搬送経路とは反対側に配置され、発熱体１２１ａからの遠赤外線（輻射熱）を記録媒体搬送経路側に反射して発熱体１２１ａの記録媒体Ｐに対する加熱効率を高める反射板１２１ｂからなる記録媒体加熱装置１２１と、複数の発熱体１２１ａと記録媒体搬送経路の間に配置され、発熱体１２１ａから記録媒体Ｐへの輻射熱を遮る遮蔽物からなり、該遮蔽物を不図示のモータの駆動により開閉動作させて前記複数の発熱体１２１ａのうち搬送される記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数の調整が可能なシャッター１２７と、を有する。

なお、本発明では、発熱体１２１ａとして、例えばランプ１本あたりの加熱領域が記録媒体幅方向で５００ｍｍ、記録媒体搬送方向で５５ｍｍであって、ワット密度０．０３３Ｗ／ｍｍ²の遠赤外線ランプ（ハロゲンランプ）を用い、この遠赤外線ランプ２０本を記録媒体搬送方向に順次並べて配列する。

図３に、シャッター１２７の詳細な構成を示す。
シャッター１２７は、複数の発熱体１２１ａそれぞれ１本ずつに対応して設けられる複数の遮蔽板１２７ａと、該複数の遮蔽板１２７ａを開閉可能に支持する遮蔽板回転駆動軸１３０と、複数の発熱体１２１ａそれぞれを個別に囲むとともに記録媒体搬送経路側に開口部を有し、該開口部に遮蔽板回転駆動軸１３０が設けられる反射板１２１ｂと、を有する。ここで、遮蔽板１２７ａや反射板１２１ｂの材料には、アルミやステンレスといったものを適用することが可能である。なお、シャッター１２７の駆動に際しては、駆動機構（不図示）により、遮蔽板回転駆動軸１３０を中心に複数の遮蔽板１２７ａをそれぞれ個別に９０度開閉させることが可能であり、図３には、遮蔽板１２７ａが閉じた状態を実線で、開いた状態を破線で表示している。また、反射板１２１ｂの開口部には通常状態では、遮蔽板１２７ａが配置され、シャッター閉の状態となっている。

シャッター１２７では、図示しない駆動機構により任意の遮蔽板１２７ａを９０度開放させてその箇所の反射板１２１ｂの開口部から退避させ、対応する発熱体１２１ａを反射板１２１ｂの開口部を通して記録媒体Ｐに露出させるシャッター開動作が行われる。また、駆動機構により任意の遮蔽板１２７ａを駆動させ、対応する発熱体１２１ａの輻射熱を遮蔽するシャッター閉動作が行われる。

また、シャッター１２７では、このようなシャッター開閉動作を複数の発熱体１２１ａそれぞれに対応して独立して行うことが可能であり、遮蔽板１２７ａの開閉動作を制御することにより複数の発熱体１２１ａのうち搬送される記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数が調整される。すなわち、シャッター１２７の開度により記録媒体Ｐを加熱する発熱体１２１ａの本数が決まり、記録媒体Ｐの予備加熱の程度が調整される。図２では、５本の発熱体１２１ａが搬送される記録媒体Ｐに対して露出した状態となるようにシャッター開動作が行われている。
なお、シャッター１２７の開度とは、反射板１２１ｂの全開口部の数に対するシャッター開とされる開口部の数の割合である。

また、シャッター１２７の開度を増加させる制御は、定着機構部１２Ｂのニップ部に近い側の発熱体１２１ａから順番に記録媒体Ｐに露出させるように行う。本構成例の場合、シャッター１２７が全閉の状態から全開となる（複数の発熱体１２１ａの全部が搬送される記録媒体Ｐへ露出する）までに要する時間は、０．５ｓである。

定着装置１２では、例えば定着機構部１２Ｂにおける定着条件（ニップ部における定着温度、ニップ圧等）を一定としておき、通紙される記録媒体Ｐの諸条件の変化に応じて予備加熱機構部１２Ａの条件（加熱条件）を変化させるようにする。具体的には、通紙される記録媒体Ｐの諸条件、すなわち記録媒体Ｐの表面光沢度、厚み、白色度の少なくともいずれかに基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度（あるいはシャッター開動作を行う遮蔽板１２７ａの数）を調整する制御が行われる(詳細については後述する)。

定着機構部１２Ｂは、予備加熱機構部１２Ａで加熱された記録媒体Ｐ上の未定着トナーＴをニップ部で熱と圧力により該記録媒体Ｐに定着させるものであり、定着ローラ１２２と、ヒータランプ１２５を内蔵する加熱ローラ１２４と、定着ローラ１２２及び加熱ローラ１２４に掛け回される定着ベルト１２３と、定着ベルト１２３を介して定着ローラ１２２に圧接してニップ部を形成する加圧ローラ１２６と、を備える。

ここで、定着ベルト１２３は、記録媒体Ｐ上の未定着トナーＴを定着する無端ベルトであり、断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコーンゴム層などの弾性層、更にその上に離型層を形成した３層構造となっている。

定着ローラ１２２は、中空円筒状の基体ローラの外周にシリコーンゴム（ソリッドシリコーンゴム）又はシリコーンスポンジ（発泡シリコーンゴム）などの耐熱弾性層を形成してなるローラである。

加熱ローラ１２４は、アルミ又は鉄の中空ローラであり、内部に定着ベルト１２３を加熱するためのハロゲンヒータなどのヒータランプ１２５からなる熱源を有していて、定着ベルト１２３の内周側の加圧ローラ１２６とは圧接しない位置に、すなわちニップ部に加熱源を有しないように配置されている。熱源は誘導加熱機構（ＩＨ）でもよい。また、定着ベルト１２３が加熱ローラ１２４に接触している領域の温度を検知する温度検知センサ（不図示）を備えている。

加圧ローラ１２６は、通常はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコーンゴム（ソリッドシリコーンゴム）又はシリコーンスポンジ（発泡シリコーンゴム）などの耐熱弾性層が設けられた円筒形状のローラである。また、加圧ローラ１２６には、該加圧ローラ１２６を押圧して定着ベルト１２３を介して定着ローラ１２２に圧接してニップ部を形成したり、該ニップ部を開放したりする加圧手段が設けられている。

定着機構部１２Ｂの駆動の際には、例えば図２において、駆動モータにより加圧ローラ１２６が図中反時計回り方向に回転駆動する。また定着ベルト１２３が適切なテンションが付与された状態で記録媒体Ｐを排出する方向（図２では時計回り方向）に回動する。また、定着の際には、定着ベルト１２３は、従動ローラである加熱ローラ１２４内部に配置されたヒータランプ１２５の発熱により所定の温度（例えばトナー定着に適する温度）まで加熱される。

ついで、ニップ部に、未定着トナーＴが形成され予備加熱機構部１２Ａで加熱された記録媒体Ｐが通され（図中、右側から左側方向への通紙）、ニップ部における加圧及び加熱により未定着トナーＴを記録媒体Ｐ上に熱融着させて定着が行なわれる。このとき、未定着トナーＴは定着後トナーＴ’となっている。

また、定着装置１２は、定着装置１２の入側に配置され、記録媒体Ｐをその裏面から支持しながら搬送する駆動ベルト方式の記録媒体搬送装置１２８と、定着装置１２の出側に配置され、記録媒体Ｐをニップに挟み込んで搬送するローラ対の記録媒体搬送装置１２１１と、定着機構部１２Ｂの記録媒体排出側（定着装置１２の出側）に配置される光沢度測定手段１２９と、定着装置１２の入側に配置される記録媒体厚み測定手段１２１２及び白色度測定手段１２１３を備える。なお、光沢度測定手段１２９を定着装置１２の入側に配置してもよいし、定着装置１２の入側と出側それぞれに配置してもよい。

ここで、光沢度測定手段１２９は、記録媒体Ｐ表面（トナー画像が形成されていない部分である非画像部表面）の光沢度を測定するものである。あるいは定着装置１２の出側に配置され、記録媒体Ｐ上の画像部にある定着後トナーＴ’及び記録媒体Ｐの非画像部の光沢度を測定するものである。あるいは、定着装置１２の入側に配置された光沢度測定手段１２９で記録媒体Ｐの非画像部の表面の光沢度を測定し、定着装置１２の出側に配置された光沢度測定手段１２９で記録媒体Ｐの画像部の光沢度を測定するようにしてもよい。

図４に、光沢度測定手段１２９の概要構成を示す。なお、ここでいう光沢度は、日本工業規格ＪＩＳ−Ｚ８７４１の「鏡面光沢度−測定方法」で規定されたものであり、光沢度測定手段１２９は、同規定の入射角θが６０度の鏡面光沢度に準拠した構成となっている。

図４に示すように、光沢度測定手段１２９は、光源１２９１からの光を光学系１２９２を介して記録媒体Ｐ上の定着後トナーＴ’及び非画像部の表面に照射し、記録媒体Ｐの定着後トナーＴ’及び非画像部の反射光を光学系１２９３を介して受光器１２９４で受光させる。

ここで、光源１２９１からの光の入射角θ（＝６０度）に対して、記録媒体Ｐの定着後トナーＴ’及び非画像部の表面からの鏡面反射光束をφ、標準面からの反射光束をφｓとすると、光沢度Ｇは下記式（１）で表される。
Ｇ＝（φ／φｓ）×（使用した標準面の光沢度） ・・・（１）

なおこのとき、あらかじめ使用した標準面の光沢度は１００．０である。従って、光沢度は１００以下の数値で表されることになる。

記録媒体厚み測定手段１２１２は、三角測量を応用した方式のものであり、発光素子と光位置検出素子（ＰＳＤ）の組み合わせで構成されている。ここでは、発光素子には、半導体レーザを用い、半導体レーザの光を、投光レンズを通して集光し、測定対象物（記録媒体Ｐ）に照射する。そして、測定対象物から拡散反射された光線の一部を、受光レンズを通して光位置検出素子上にスポットを結ばせる構成としている。そして、その測定対象物が移動するごとにスポットも移動することから、そのスポットの位置を検出することで対象物までの変位量を知ることができ、厚みを測定することができる。

白色度測定手段１２１３は、ハンター方式による検出手段を採用することができる。ここでは、完全な白色を１００％とし、特定の青色フィルターを通して青〜スミレ色の部分の光（主波長４５７ｎｍ)を４５度の入射角で記録媒体Ｐに投射し、垂直方向（０度の角度）に反射する光を受光したときの反射率を白色度として測定する。

定着装置１２では、定着装置１２全体の各種駆動を制御する制御システム（不図示）が光沢度測定手段１２９による記録媒体Ｐ表面（非画像部表面）の光沢度の測定結果に基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度を調整する。詳しくは、以下のように行う。なお、このときの光沢測定手段１２９は定着装置１２の入側に配置されているものとする。また、シャッター１２７では、所定本数（例えば、３本）の発熱体１２１ａに対応する反射板１２１ｂの開口部がシャッター開状態とされ、それ以外の開口部がシャッター閉状態となった状態を基準状態としている。

（Ｓ１１） まず、光沢測定手段１２９により搬送されてきた記録媒体Ｐの非画像部の光沢度を測定する。なお、記録媒体Ｐ表面の光沢度はその紙種により異なっており、例えば、記録媒体Ｐの銘柄によるが、紙種が普通紙、マットコート紙あるいは上質紙であれば光沢度１０％以下となり、グロスコート紙であれば１０％より大となる。
（Ｓ１２） ついで、測定された光沢度を基準値として設定する。
（Ｓ１３） つぎに、設定された基準値に対して±１５ｄｅｇ以内を画像部の光沢度の目標値として制御システムに記憶させる。画像光沢に関しては、個人の嗜好に関わる部分もあるが、一般的に画像部と非画像部の光沢度の差が１５ｄｅｇより大きいと違和感を覚えるためである。例えば、記録媒体Ｐの非画像部の光沢度すなわち記録媒体Ｐ表面の光沢度が３０°の場合、画像部すなわち定着後トナーＴ’の目標光沢度が１５°以上、４５°以下とされる。なお、記録媒体Ｐ表面の光沢度が３０°であることから記録媒体Ｐの紙種はグロスコート紙であり、このときのその他の記録媒体Ｐの条件は標準条件、例えば厚み７８μｍ、白色度７０％として設定される。
（Ｓ１４） 制御システムは、設定された画像部の目標光沢度に応じて、予備加熱機構部１２Ａのシャッター１２７の開度を変更する。例えば、直前まで通紙されていた記録媒体Ｐが普通紙で厚みが７８μｍであって、該記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数が３本であった場合、画像部の光沢度が１０°程度であることからつぎに通紙される記録媒体Ｐに対応させて画像部の光沢度を増加させる必要があり、つぎに通紙される記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数が６本となるように、シャッター１２７の開度を調整する。なお、記録媒体Ｐの厚みが同じで普通紙からグロスコート紙に紙種だけが切り替わる場合には、定着性が確保された上で光沢度を増加させるようにすることから、普通紙の場合の記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数から所定本数（本実施例の場合には３本）を追加するようにすればよい。

以上の制御により、０．５ｓ以内にシャッター１２７の開度が調整され、予備加熱機構部１２Ａにおける加熱条件が瞬時に変更されることから、記録媒体Ｐの搬送を停止させることなく、そのまま記録媒体Ｐを搬送しても（例えば、搬送速度３０ｉｐｓ(７６２ｍｍ/ｓ)）、定着後トナーＴ’（画像部）について目標の光沢度を得ることができる。

なお、定着装置１２の出側にも光沢度測定手段１２９を配置して、記録媒体Ｐの画像部の光沢度を測定し、その測定結果を以降に通紙される同条件の記録媒体Ｐの予備加熱条件に反映させて、シャッター１２７の開度を更に調整するとよい。例えば、前記ステップＳ１４の制御の結果、定着装置１２の出側の光沢度測定手段１２９により、記録媒体Ｐの画像部の光沢度が１０°であった場合、目標光沢度よりも低いため、シャッター１２７の開度を増加させ、記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数を増やすように制御する。一方、測定された画像部の光沢度が５０°であった場合、目標光沢度よりも高いため、シャッター１２７の開度を減少させ、記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数を減らすように制御する。これにより、記録媒体Ｐの非画像部と画像部の実際の光沢度を調整するので、よりよい画質の画像を得ることができる。

また、定着装置１２では、制御システムが記録媒体厚み測定手段１２１２による記録媒体Ｐの厚みの測定結果に基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度を調整する。詳しくは、以下のように行う。

（Ｓ２１） まず、記録媒体厚み測定手段１２１２により搬送されてきた記録媒体Ｐの厚みを測定する。
（Ｓ２２） ついで、制御システムは、以下に示す表１から測定された記録媒体Ｐの厚みに対応する記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数（ランプ照射本数）を取得する。
（Ｓ２３） つぎに、制御システムは、取得したランプ照射本数に応じて、予備加熱機構部１２Ａのシャッター１２７の開度を変更する。例えば、直前まで通紙されていた記録媒体Ｐが普通紙で厚みが７８μｍであって、該記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数が３本であった場合、つぎに記録媒体Ｐが普通紙で測定された厚みが１００μｍのとき、つぎに通紙される記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数が５本となるように、シャッター１２７の開度を調整する。

以上の制御により、０．５ｓ以内にシャッター１２７の開度が調整され、予備加熱機構部１２Ａにおける加熱条件が瞬時に変更されることから、記録媒体Ｐの搬送を停止させることなく、そのまま記録媒体Ｐを搬送しても（例えば、搬送速度３０ｉｐｓ(７６２ｍｍ/ｓ)）、定着性よく画像を得ることができる。

なお、表１は、記録媒体Ｐの厚みに応じて、その記録媒体Ｐに良好な定着を行うとともに、適正な光沢度を得る上で必要なランプ照射本数を示している。すなわち、その本数は記録媒体Ｐの紙種（普通紙・マットコート紙とグロスコート紙）で異なっている。

また、定着装置１２では、制御システムが白色度測定手段１２１３による記録媒体Ｐの白色度の測定結果に基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度を調整する。詳しくは、以下のように行う。

（Ｓ３１） まず、白色度測定手段１２１３により搬送されてきた記録媒体Ｐの白色度を測定する。
（Ｓ３２） つぎに、制御システムは、測定された白色度が９０％以上であるか否かを判定する。
（Ｓ３３） 測定された白色度が９０％以上であって、その直前に通紙されていた記録媒体Ｐの白色度が９０％以上でない場合、つぎに通紙する記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数を、直前に通紙されていた記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数から増加させるように、予備加熱機構部１２Ａのシャッター１２７の開度を変更する。例えば、直前まで通紙されていた記録媒体Ｐが普通紙で厚みが７８μｍであって、該記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数が３本であった場合、つぎに記録媒体Ｐがグロスコート紙で厚みが７８μｍのとき、つぎに通紙される記録媒体Ｐへ露出させる発熱体１２１ａの本数が６本となるように、シャッター１２７の開度を調整する。

以上の制御により、０．５ｓ以内にシャッター１２７の開度が調整され、予備加熱機構部１２Ａにおける加熱条件が瞬時に変更されることから、記録媒体Ｐの搬送を停止させることなく、そのまま記録媒体Ｐを搬送しても（例えば、搬送速度３０ｉｐｓ(７６２ｍｍ/ｓ)）、定着性よく画像を得ることができる。

図５は、本発明の定着装置と従来の定着装置における記録媒体の切り替わりの際の搬送速度変化の様子を比較したものである。ここでは、従来の定着装置は予備加熱機構部１２Ａを持たず定着機構部１２Ｂのニップ部における定着温度もしくは圧力を制御する方式のものを前提としている。また、図中、実線が本発明の定着装置における記録媒体の搬送速度の変化、点線が従来の定着装置における記録媒体の搬送速度の変化を示している。
図５に示すように、記録媒体Ｐとして紙種、厚み、白色度の少なくともいずれかが異なる用紙Ａから用紙Ｂに切り替えるときに、従来の方式では、搬送速度を０（すなわち、停止させる）まで低下させる必要があるが、本発明の定着装置によれば前述したように搬送速度を低下させることなく定着プロセスを維持することができる。なお、本実施例では、搬送速度が０になる時間は、定着温度を上げる必要がある場合は約１分、温度を下げる必要がある場合は約３分となる。

なお、記録媒体Ｐの搬送速度が一定の場合、予備加熱機構部１２Ａにおけるランプ照射本数とランプ照射時間は、比例関係にあるため、例えば搬送速度を半分（１５ｉｐｓ）とした場合、ランプ照射時間が倍となるため、搬送速度の制御でも前述したような予備加熱条件の変更と同様の効果は得られるが、生産性は低下してしまうため、好ましくない。

また、定着装置１２において、光沢度測定手段１２９、記録媒体厚み測定手段１２１２、白色度測定手段１２１３による３つの測定結果（記録媒体Ｐの非画像部の光沢度、厚み、白色度）に基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度を調整してもよい。

表２に、定着装置１２において、光沢度測定手段１２９、記録媒体厚み測定手段１２１２、白色度測定手段１２１３それぞれ単独の測定結果（光沢度、記録媒体厚み、白色度）に基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度を調整した場合と、前記３つの測定結果（三種複合）に基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度を調整した場合の各種記録媒体の画像の定着性、光沢度の評価を示す。なお、画像の定着性は定着後トナーＴ’の上に粘着テープを貼り付けた後に剥したときに画像の剥離がないものを良好とし、剥離があったものを不良とした。また、画像の光沢度は記録媒体の非画像部との光沢度差が±１５ｄｅｇ以内のものを良好とし、それを外れるものを不良とした。また、総合評価として、画像の定着性、光沢度ともに良好のものを○、画像の定着性が良好で光沢度が不良のものを△、画像の定着性が不良のものを×とした。また、表中の記録媒体に関する数値（ｇ／ｃｍ^２）は連量である。

表２において、条件Ａ（８２ｇ／ｃｍ^２、普通紙）の記録媒体を用いた場合には、光沢度、記録媒体厚み、白色度、三種複合いずれの測定結果に基づくものでも、画像の定着性、光沢度ともに良好であった。これは、使用した記録媒体が標準的なものであるため、どの測定結果に基づいても画像の定着性、光沢度の不良が発生しないためである。
また、条件Ｂ（２２０ｇ／ｃｍ^２、上質紙）の記録媒体を用いた場合には、光沢度、記録媒体厚み、白色度いずれの測定結果に基づくものでも、画像の定着性が不良であり、三種複合の測定結果に基づくもののみが画像の定着性、光沢度ともに良好であった。これは、光沢度、白色度単独では記録媒体が厚紙（２２０ｇ／ｃｍ^２）であることが検知されず、記録媒体厚み単独では記録媒体表面に炭酸カルシウムなどの定着性を阻害する添加物が存在することが検知されないためである。
また、条件Ｃ（３００ｇ／ｃｍ^２、普通紙）の記録媒体を用いた場合には、光沢度、白色度いずれの測定結果に基づくものでも、画像の定着性が不良であり、記録媒体厚み、三種複合の測定結果に基づくものが画像の定着性、光沢度ともに良好であった。これは、光沢度、白色度単独では記録媒体が厚紙（３００ｇ／ｃｍ^２）であることが検知されないためである。
また、条件Ｄ（７９ｇ／ｃｍ^２、グロスコート紙）の記録媒体を用いた場合には、記録媒体厚み、白色度いずれの測定結果に基づくものでも、画像の光沢度が不良であり、光沢度、三種複合の測定結果に基づくものが画像の定着性、光沢度ともに良好であった。これは、記録媒体厚み、白色度単独では記録媒体の非画像部に光沢があることが検知されないためである。
また、条件Ｅ（２８０ｇ／ｃｍ^２、グロスコート紙）の記録媒体を用いた場合には、記録媒体厚みの測定結果に基づくものでは画像の光沢度が不良であり、白色度の測定結果に基づくものでは画像の密着性が不良であり、光沢度、三種複合の測定結果に基づくものが画像の定着性、光沢度ともに良好であった。これは、記録媒体厚み単独では記録媒体の非画像部に光沢があることが検知されず、白色度単独では記録媒体が厚紙（２８０ｇ／ｃｍ^２）であることが検知されないためである。なお、光沢度単独でも画像の定着性、光沢度ともに良好であるが、この結果は定着装置１２の出側で画像部の光沢度測定を行い、目標の光沢度となるようにシャッター開度を調整した場合に限るものである。

以上のように、光沢度測定手段１２９、記録媒体厚み測定手段１２１２、白色度測定手段１２１３それぞれ単独の測定結果（光沢度、記録媒体厚み、白色度）に基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度を調整した場合でも、ある記録媒体の条件下で定着性、光沢度ともに良好な結果が得られた。また、光沢度測定手段１２９、記録媒体厚み測定手段１２１２、白色度測定手段１２１３の３つの測定結果（三種複合）に基づいて、予備加熱機構部１２Ａにおけるシャッター１２７の開度を調整した場合にのみ、全ての記録媒体の条件で定着性、光沢度ともに良好な結果が得られた。

以上、本発明の定着装置によれば、表面の光沢度、厚み、白色度等が異なる各種の記録媒体Ｐに画像形成を行った場合においても、記録媒体Ｐの搬送を停止させることなく、良好な定着性と適切な光沢度を示す画像を得ることができる。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１ マルチカラーレーザビームプリンタ
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 作像部
３ 感光体
４ 帯電器
５ 光学部
６ 現像機
８ 用紙ガイド
１０ 転写器
１１ 清掃機
１２ 定着装置
１２Ａ 予備加熱機構部
１２Ｂ 定着機構部
１２１ 記録媒体加熱装置
１２１ａ ハロゲンランプ（発熱体）
１２１ｂ 反射板
１２２ 定着ローラ
１２３ 定着ベルト
１２４ 加熱ローラ
１２５ ヒータランプ
１２６ 加圧ローラ
１２７ シャッター
１２７ａ 遮蔽板
１２８，１２１１ 記録媒体搬送装置
１２９ 光沢度測定手段
１３０ 遮蔽板回転駆動軸
１２１２ 記録媒体厚み測定手段
１２１３ 白色度測定手段
１２９１ 光源
１２９２ 入射光光学系
１２９３ 反射光光学系
１２９４ 受光器
Ｐ 記録媒体
Ｔ 未定着トナー
Ｔ’ 定着後トナー

特開２００４−２８６９９２号公報 特開２００２−２１４９６４号公報 特開２００８−１６５１５３号公報 特開２００２−２３５５２号公報 特開２００７−８６６７５号公報 特開平４−１６８４６９号公報 特開２００６−１２６２８１号公報

Claims (6)

1. 記録媒体上のトナーを熱と圧力により定着させるニップ部を有する定着機構部と、
   前記定着機構部の記録媒体搬送方向の上流側に配置され、非接触で搬送される前記記録媒体を加熱する予備加熱機構部と、
   を備え、
   前記予備加熱機構部は、搬送される記録媒体に近接した状態で記録媒体搬送方向に順次並べて配列され、定着処理のときに発熱状態となる複数の発熱体と、該複数の発熱体と記録媒体搬送経路の間に配置され、前記発熱体から前記記録媒体への輻射熱を遮る遮蔽物の開閉制御を行って前記複数の発熱体のうち搬送される記録媒体へ露出させる発熱体の本数の調整が可能なシャッターと、を有し、
   前記記録媒体の表面光沢度、厚み、白色度の少なくともいずれかに基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする定着装置。
2. 記録媒体表面の光沢度を測定する光沢度測定手段を備え、
   前記光沢度測定手段による前記記録媒体の表面光沢度の測定結果に基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 記録媒体表面の光沢度を測定する光沢度測定手段を前記定着機構部の記録媒体搬送方向の下流側に備え、
   前記光沢度測定手段による前記記録媒体の表面光沢度及び該記録媒体に定着されたトナー画像の光沢度の測定結果に基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 記録媒体の厚みを測定する記録媒体厚み測定手段を備え、
   前記記録媒体厚み測定手段による前記記録媒体の厚みの測定結果に基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
5. 記録媒体の白色度を測定する白色度測定手段を備え、
   前記白色度測定手段による前記記録媒体の白色度の測定結果に基づいて、前記予備加熱機構部におけるシャッターの開度が調整されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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