JP4902488B2 - 画像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機等の画像形成装置において形成されるトナー画像を記録シートに定着する定着装置として用いれば好適な画像加熱装置に関するものである。

近年、電子写真方式の画像形成装置に使用される画像加熱装置を用いた定着装置として、例えば図１１に示すような、ベルト定着方式が提案されている。このベルト定着方式は、加熱ローラ５０と、この加熱ローラ５０と間隔を空けて配設される剥離用ローラ６０とに張架されて回転する無端ベルト３０と、この無端ベルト３０を加熱ローラ５０に圧接させる加圧ローラ７０と、を備えている。さらに、無端ベルト３０における加熱ローラ５０と剥離用ローラ６０との間のベルト内周面に接して無端ベルト３０に保持されるシートを冷却するための冷却部８０を備えている。加熱ローラ５０は、ローラ芯材５１の内部に加熱用のハロゲンランプ５３を有し、ローラ芯材５１の外側には被覆層５４が被覆されている構成である。また、加圧ローラ７０は、ローラ芯材７１と、ローラ芯材７１の外側に被覆層７４が被覆されている構成である。

無端ベルト３０は、厚さが３０〜２００μｍ程度のベルト基材とそのベルト基材の外周面側に形成される厚さが１０〜２００μｍ程度の弾性離型層とで構成されている。ベルト基材は、ポリイミド、ポリアミド等の耐熱性樹脂やニッケル、アルミニウム等の金属材料を用いて形成される。また、弾性離型層は、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム等で形成される。

この定着装置の構成における動作を説明する。

無端ベルト３０を図中Ａ方向に回転させると、トナー画像Ｔが担持された記録シートＰが、無端ベルト３０と加圧ローラ７０との間の圧接部Ｎ１に導入される。続いて、記録シートＰは、無端ベルト３０の表面に保持された状態で冷却部８０を通過して冷却され、さらに、剥離用ローラ６０まで搬送されて無端ベルト３０から剥離される。これらの動作により、トナー画像Ｔが記録シートＰに定着される。

冷却部８０では、無端ベルト３０を介して圧接部Ｎ１でトナー画像Ｔが定着された記録シートＰを冷却することにより、無端ベルト３０にトナーが付着することがなく、オフセットの発生を防止することができる。さらに、記録シートＰはトナー画像Ｔが定着された後に平坦なベルト面上に保持された状態で冷却されるため、記録シートＰのカールの発生が低減される（特許文献１参照）。なお、このときに記録シートＰに生じるカールは、定着されたトナーが冷却時に記録シートよりも収縮してしまうことに起因する画像面側が凹状に湾曲するカール（以下、トナーカールという）が主である。

なお、冷却部として無端ベルトの内周面に接離可能に配設した空冷式の冷却ローラを適用したもの（特許文献２参照）、無端ベルトの内周面との接触面に多数の空気流通孔が開設された空冷ボックスを適用したもの（特許文献３参照）などがある。
特開２００４−２０３５２７号公報 特開平４−２１６５８０号公報 特開平５−７２９２６号公報

しかしながら、近年、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機等の画像形成装置では、記録シートの種類、サイズなどは使用者の使用目的などにより多岐に渡るものが使用されるようになってきている。そのため、記録シートの厚さ、密度、材質、コート層の有無、強度、スキ目、保持水分量等、記録シートに発生するカールに影響を与える要因も多様になっている。

こうした状況では、従来の定着装置のように無端ベルトの平坦な表面で記録シートを保持した状態でトナー画像を冷却部により冷却して凝固させるだけでは、記録シートの画像面側に湾曲するカールの発生を防止することが困難になってきている。

さらに、近年のプリンタ、複写機等ではより高い生産性をもたらすことが求められてきており、例えば定着ベルトの搬送速度を従来よりも速くすると冷却部での冷却効果が低下してしまい、カールの発生の防止の効果も低下してしまうことになる。

また、定着装置の下流にローラ対等で構成されるカール矯正機構を設けることにより発生したカールを矯正することも考えられるが、カール矯正機構を用いると次のような問題が生じる。すなわち、一旦無端ベルトから記録シートの画像面が剥離させた後にカール矯正を行うと、無端ベルトの平滑性により画像面が無端ベルトと同程度の平滑性を得たとしてもカール矯正機構のカール矯正部分での表面平滑度によっては画像面が粗くなってしまう。特に、上述したように搬送速度を速くしたために記録シートが十分に冷却されていない場合には、この問題が顕著に生じる。

なお、カール矯正機構をベルトを用いたもので、ベルトを定着装置の無端ベルトと同じ構造にすることにより上記問題を解消することが考えられる。しかし、一般的には、定着装置の無端ベルトは、耐熱性樹脂やニッケル、アルミニウム等の金属材料からなるベルト基材に、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム等の弾性離型層を被覆したものであるためコスト的に高い。そのため、無端ベルトと同等の構造のベルトをカール矯正機構に設けると装置のコスト高を招くため、通常は、カール矯正機構はゴム等のベルトが用いられてて、高い表面平滑度を得ることができない。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、確実にカールの発生を抑えることのできる画像加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、加熱されて回転可能な無端ベルトと、前記無端ベルトと圧接して圧接部を構成する加圧部材と、前記無端ベルトの内側に配置され、該無端ベルトを内側から冷却する冷却部と、前記無端ベルトが掛け回され、該無端ベルトから記録シートを剥離するための剥離用ローラと、を備え、前記圧接部において記録シートを挟持搬送して該記録シート上の画像を加熱し、前記冷却部で冷却した後に前記剥離用ローラにより記録シートを前記無端ベルトから剥離する画像加熱装置において、前記冷却部と前記剥離ローラとの間で前記無端ベルトの外周面を内方に押圧可能なカール矯正ローラを設け、前記カール矯正ローラの上流側において前記無端ベルトの内周面を外方に押圧するための押圧部材を設け、前記押圧部材と前記剥離ローラとの間の前記カール矯正ローラが押圧する部分で記録シートのカールを矯正するカール矯正機構を備え、前記カール矯正機構は、シートの種類情報に応じて、前記加圧部及び前記冷却部を通過してきた記録シートに生じるカールを矯正するために前記無端ベルトに対して前記カール矯正ローラが侵入する量を変更可能としたことを特徴とする。

本発明によれば、従来のように冷却効果の利用だけでなく、多種類の記録シートに生じるのカールを、記録シートを無端ベルトの外周面に密着させた状態で効果的に除去することが可能となる。そのため、定着後における記録シート上の画像は、表面凹凸による光の乱反射が少なく光沢性に富み、写真画像に近似した高画質のものとして得られるとともに、カールが除去された高品質な出力紙を得ることができる。また、カールの矯正を、無端ベルトの搬送速度を低下させずに行うことができるので高い生産性をもたらすことができる。

本発明の実施の最良の形態について説明する。ます、図４は、本実施の形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタ（以下、プリンタという）１の断面図である。なお、本実施の形態で使用する記録シートとして、普通紙、樹脂製の記録シート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用シートなどである。

図４に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色のトナー画像を形成する４色の画像形成ユニットから構成される画像形成部１０を備えている。各画像形成ユニットの感光ドラム１１の表面は、それぞれ帯電ローラ１２によってあらかじめ帯電され、その後、レーザスキャナ１３によって潜像が形成される。潜像は現像器１４によって現像されて感光ドラム１１の表面にトナー画像が形成される。感光ドラム１１のトナー画像は、像担持体である中間転写ベルト３１に順次転写されて各色の画像が重ねられる。

一方、記録シートＰは、プリンタ１の下側に配置されている給紙カセット２０に収納されており、給紙カセット２０から１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３では、記録シートＰを一旦受け止めて斜行を補正する。さらに、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上に形成されたトナー画像と同期を取って、記録シートＰを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。

中間転写ベルト３１上に複数の色が重ねられたカラーのトナー画像は、二次転写ローラ３５によって記録シートＰに転写される。その後、トナー画像が転写された記録シートＰが本発明の定着装置１００に送られて、定着装置１００で記録シートＰが加熱加圧されることで記録シートＰにトナー画像が定着される。その後、トナー画像が定着された記録シートＰがフェイスアップ（トナー画像が上側の状態）で排紙トレイ６５に排出される。なお、本実施の形態では、本発明の画像加熱装置をトナー画像を記録シートに定着するための定着装置として用いる例を示す。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る定着装置１００は、図１及び図２に示すように、加熱ローラ１１０、剥離用ローラ１２０、無端ベルト１３０、加圧ローラ１４０、冷却部１５０、カール矯正ローラ１６０でその主要部が構成されている。

本発明の加熱部材としての加熱ローラ１１０は、アルミニウム、ステンレス等からなる円筒状のローラ芯材１１１上に被覆層１１２が形成されたローラ本体と、ローラ芯材１１１の内部空間に配設される加熱用ハロゲンランプ１１３とで構成されている。被覆層１１２は、例えば、シリコーンゴム等からなる厚さが０．５〜５ｍｍ程度の弾性体層と、その弾性体層の表面に形成されるフッ素系樹脂（ＰＦＡ等）等からなる厚さが数μｍ〜数１０μｍ程度の表面層で形成されている。

図２に示すように、加熱ローラ１１０は、図示されていない支持フレームに軸受１１４を介して回転自在に支持されているとともに、モータＭを備えた回転駆動手段により所定の方向（図１の矢印Ｂ方向）に回転駆動されるようになっている。また、この加熱ローラ１１０は、８００Ｗ程度の加熱用ハロゲンランプ１１３により定着加熱温度（例えば１５０〜１８０℃）になるまで表面が加熱される。さらに、ハロゲンランプ１１３は、加熱ローラ表面の温度を測定する温度センサＳｔ（図６に図示）による検知情報に基づいてフィードバック制御されて所定の定着加熱温度に維持されるようになっている。

本発明の剥離部材としての剥離用ローラ１２０は、無端ベルト１３０より保持されて搬送されてくる記録シートＰを無端ベルト１３０から剥離をするためのローラであり、例えばアルミニウム、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属材料で形成されている。この剥離用ローラ１２０は、図示されていない支持フレームに回転自在に軸受１２１を介して支持されているとともに、テンションバネ１２２等からなる張力付与機構によって無端ベルト１３０に張力を付与するように付勢されている。

無端ベルト１３０は、厚さが３０〜２００μｍ程度のベルト基材とそのベルト基材の外周面側に形成される厚さが１０〜２００μｍ程度の弾性離型層とで構成されている。ベルト基材は、ポリイミド、ポリアミド等の耐熱性樹脂やニッケル、アルミニウム等の金属材料を用いて形成される。また、弾性離型層は、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム等で形成される。この無端ベルト１３０の外周面の弾性離型層の表面は、できる限り平滑面（鏡面に近いもの）であることが望ましい。この無端ベルト１３０は、加熱ローラ１１０と剥離用ローラ１２０との間で掛け回され、加熱ローラ１１０の回転駆動により図中の矢印Ａ方向に回転可能となっている。

加圧ローラ１４０は、無端ベルト１３０を加熱ローラ１１０に圧接させるように配設されるものであり、例えば加熱ローラ１１０と同じ層構造からなり、ローラ芯材１４１と被覆層１４２とを備えるものである。なお、加圧ローラ１４０には、必要に応じて加熱ローラ１１０と同様に、加熱用ハロゲンランプを配設して加熱機能を付加してもよい。

本発明の加圧部材としての加圧ローラ１４０は、図示されていない支持フレームに回転自在に支持されているとともに、所定の圧力（５０〜２００ｋｇｆ）で図示しないスプリング等の弾性部材により加熱ローラ１１０に圧接されるように支持されている。また、加圧ローラ１４０の圧接により、加圧ローラ１４０と無端ベルト１３０との間には記録シートの搬送方向に所定幅の圧接部（ニップ部）Ｎ１が構成される。

冷却部１５０は軸流ファンである冷却ファン１５１（図６に図示）と、加熱ローラ１１０と剥離用ローラ１２０との間で無端ベルト１３０の内側に配置されたダクト１５２と、を備えている。そして、冷却ファン１５１によりダクト１５２を介して無端ベルト１３０の内周面を下方から上方に向けて矢印の方向に吸排気することにより無端ベルト１３０を内側から冷却することができる。この空気の流れにより、記録シートＰ上のトナー画像を冷却、固化して、無端ベルト１３０表面の平滑性により記録シートＰに転写されたトナー画像Ｔの表面を平滑化させ、さらに、記録シートＰの無端ベルト１３０からの剥離性を向上させる。

なお、この定着装置１００では、図４で示した電子写真方式を利用した画像形成部１０で形成されたトナー画像Ｔが記録シートＰに転写されて、無端ベルト１３０と加圧ローラ１４０との間の圧接部Ｎ１に搬送されるように構成されている。

この定着装置１００の定着対象となる記録シートＰは、プリンタ１に適用可能である記録媒体であれば特に制約されるものではない。しかし、この定着装置１００により特に光沢性に富む写真調の画像を得たい場合には、図５（ａ）に例示するように、基材Ｐ１に熱可塑性樹脂を主成分とする透明樹脂層Ｐ２を積層形成した記録シートが使用される。基材Ｐ１としては、画像形成用の普通紙、コート紙や、印画紙等が挙げられる。透明樹脂層Ｐ２を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂等が挙げられる。透明樹脂層Ｐ２は、図５（ｂ）に示すように，トナー画像Ｔが転写された後、図５（ｃ）に示すように定着時の加熱加圧により溶融してトナー画像Ｔが埋め込まれる程度の層の厚さからなるものであることが好ましい。

続いて、図２及び図３と用いて、記録シートに生じるカール（特にトナーカール）を矯正するための本発明のカール矯正機構について説明する。カール矯正機構は、無端ベルト１３０によるシートの搬送方向（図１のＡ方向）における圧接部（ニップ部）Ｎ１の下流側で、且つ冷却部１５０と剥離用ローラ１２０との間に配置されている。そして、カール矯正機構は、無端ベルト１３０の記録シートを支持する外周面を外側から内方に押圧可能に設けられている。そして、無端ベルト１３０を押圧して内側に凹む凹形状を形成させ、この凹形状の押圧部分を記録シートが通過することにより記録シートのカールを矯正することができる。

無端ベルト１３０の外周面を内方に押圧するカール矯正ローラ１６０は、例えばステンレス鋼からなる中実ローラであり、図示しない支持フレームに左右の軸受１６１を介して回転自在に支持されて、無端ベルト１３０の回転に従動回転するように設けられている。軸受１６１は支持フレームに上下方向（カール矯正ローラ１６０の押圧方向）に往復動可能に支持されているとともに、下方から左右に配置されている駆動カム１７１，１７１に支持されている。なお、カール矯正ローラ１６０の外周に、加熱ローラ１１０と同様に被覆層を設けてもよい。

駆動カム１７１，１７１は、無端ベルト１３０のカール矯正ローラ１６０に対する巻き付け角Ｘ（図３に図示）を変更可能とするためのものであり、カム軸１７０に固定されていて、カム軸１７０の回転にともない回転駆動される。カム軸１７０にはステッピングモータ１８０が連結されていて、後述する制御装置Ｃからの命令により回転駆動をカム軸１７０に伝達する。一方の駆動カム１７１には回転位置検知のためのフラグ１７１ａが一体に形成されており、フラグ１７１ａがフォトインタラプタ１７２を遮光することにより駆動カムの基準回転位置を検知する。

そして、この基準回転位置からステッピングモータ１８０のステップ数に基づく回転により駆動カム１７１，１７１を所定の位相になるように回転させることができる。このようにして駆動カム１７１，１７１の回転位置制御が行われ、無端ベルト１３０のカール矯正ローラ１６０に対する巻き付け角Ｘが適宜設定される。なお、本実施の形態では、図３に示すように、駆動カム１７１，１７１が上死点すなわちカール矯正ローラ１６０が無端ベルト１３０に最も侵入する位置を基準回転位置とし、この位置を基準として駆動カム１７１，１７１の位相を設定している。

ここで、図６は、カール矯正ローラ１６０が記録シートに応じたカール矯正行うための適正な位置に位置するための設定動作を行うための制御部の制御ブロック図であり、図７は、設定動作を説明するフローチャートである。

まず、図６に示す制御ブロック図を説明する。

制御装置Ｃには、使用者がプリンタ１や、プリンタ１に接続されているＰＣ等の操作部Ｓから入力した記録シートＰの種類、厚みを指定した情報が入力される。また、駆動カム１７１，１７１の基準回転位置を検知するためのフォトインタラプタ１７２からの検知信号が入力され、さらに、加熱ローラ１１０の表面の温度を測定する温度センサＳｔの検知信号が入力される。そして、制御装置Ｃは、フォトインタラプタ１７２からの検知信号に基づいて、ステッピングモータ１８０の回転を制御して駆動カム１７１，１７１の回転位置制御を行い、カール矯正ローラ１６０を記録シートの情報に応じた最適な位置に移動させる。また、制御装置Ｃは、温度センサＳｔの検知信号に基づいて、加熱用ハロゲンランプ１１３の温度を制御して、適正な定着加熱温度に維持する。

なお。制御装置Ｃは、定着装置１００の加熱ローラ１１０の駆動を行うモータＭの制御、冷却部１５０の冷却ファン１５１の制御など、定着装置１００の動作全般の制御を行う。

次に、この定着装置１００の動作について説明する。まず、図７のフローチャートに基づいてカール矯正ローラ１６０の位置の設定動作を説明する。

定着動作が開始されると、加熱ローラ１１０が無端ベルト１３０を矢印Ｂ方向に回転させるように回転駆動をし始めるとともに、加熱用ハロゲンランプ１１３が通電により発熱して加熱ローラ１１０を所定の定着温度まで加熱する。この際、加圧ローラ１４０は無端ベルト１３０を介して加熱ローラ１１０の回転に応じて従動回転し始める（ＳＴＥＰ１）。

駆動カム１７１，１７１はステッピングモータ１８０の回転駆動により回転を開始して、図３のように上死点まで回転した後フォトインタラプタ１７２により基準回転位置として検知され停止する。この状態では、カール矯正ローラ１６０によって無端ベルト１３０の外周面を最大量で下方から内方に押圧して凹形状の湾曲した搬送経路が形成される。

このとき使用者が操作部Ｓから入力した記録シートＰの種類、厚みを指定した情報から、カール矯正ローラ１６０が記録シートＰのカール矯正に応じた位置に移動するように駆動カム１７１，１７１を回転させる。これにより、無端ベルト１３０のカール矯正ローラ１６０に対する巻き付け角Ｘを適正に設定して、この湾曲した搬送経路の押圧部分を通過する記録シートに対して最適なカール矯正を行うことができる。

この動作をフローチャートを用いて説明する。駆動カム１７１，１７１がステッピングモータ１８０の回転駆動により回転を開始する（ＳＴＥＰ２）。そして、フォトインタラプタ１７２がフラグ１７１ａにより遮光されると（ＳＴＥＰ３）、駆動カム１７１，１７１が上死点まで回転して基準回転位置に移動したとしてステッピングモータ１８０が停止される（ＳＴＥＰ４）。その後、記録シートＰの種類、厚みに最適なカール矯正ローラ１６０の無端ベルト１３０に対する侵入量に対応した駆動パルスだけステッピングモータ１８０を回転駆動させる（ＳＴＥＰ５）。そして、必要なパルスに到達すると（ＳＴＥＰ６）、ステッピングモータ１８０が停止されるる（ＳＴＥＰ７）。

記録シートＰの種類、厚みに最適なカール矯正ローラ１６０の無端ベルト１３０に対する侵入量とは、例えば、最もカール矯正効果を必要とするＡ３サイズで坪量５２ｇの再生紙の場合に前記駆動カム１７１，１７１を上死点まで回転させた位置とする。このときカール矯正ローラ１６０の無端ベルト１３０に対する侵入量は約２０ｍｍが必要である。この位置に対し坪量５２ｇの上質紙の場合１５ｍｍ、坪量８０ｇの普通紙の場合７ｍｍ、坪量２５０ｇの厚紙コート紙の場合１８ｍｍである。これら侵入量に対応するステッピングモータ１８０の回転駆動パルスをコントローラＣが指示する。このようにしてカール矯正機構が適正な状態に設定される。

続いて、カール矯正ローラ１６０が適正な位置に設定された後の定着装置１００の動作を説明する。

定着装置１００に対して、プリンタ１の画像形成部１０で画像情報に応じて形成されたトナー画像Ｔが転写された記録シートＰが、図示されていない用紙搬送装置によって定着ベルト１３０と加圧ローラ１４０との間の圧接部Ｎ１に送り込まれる。これにより、記録シートＰは、圧接部Ｎ１においてトナー画像Ｔが加熱加圧されて溶融するとともに記録シートＰ（の透明樹脂層Ｐ２）内に埋め込まれるようになる。そして、記録シートＰは圧接部Ｎ１で挟持搬送された後も無端ベルト１３０の外周面に当接（密着）した状態でベルト１３０の回転にともなって搬送される。

次いで、無端ベルト１３０に当接した状態で搬送される定着対象の記録シートＰは、冷却部１５０により吸気されるベルト部分（冷却領域）を無端ベルト１３０に当接した状態のままで通過するように搬送され、その通過の際に冷却部１５０により強制的に冷却される。すなわち、圧接部Ｎ１で加熱された記録シートＰ及びトナー画像Ｔは、冷却領域を通過する間にその保有する熱が無端ベルト１３０を介して冷却部１５０に伝達されて放熱される。冷却部１５０に吸気された空気は図示しないダクトを抜けてプリンタ１の機外へ排出される。

トナー画像Ｔ及び記録シートＰ（の透明樹脂層Ｐ２）は、圧接部Ｎ１でトナー画像Ｔが記録シートＰ（の透明樹脂層Ｐ２）内に埋め込まれ、その状態で冷却部１５０で冷却されてほぼ固まる。

そして、冷却部１５０の冷却領域を通過した記録シートＰは、無端ベルト１３０に当接した状態で無端ベルト１３０とカール矯正ローラ１６０とで形成された圧接部（ニップ部）Ｎ２を通過することにより図３中で上側に凸形状の曲げ力が与えられることになる。そのため、トナー画像Ｔの冷却、固化にともなう収縮によるトナーカール（下側に凸形状のカール）が、記録シートＰ（の透明樹脂層Ｐ２）を無端ベルト１３０の表面に密着させた状態で矯正されることになる。

また、記録シートＰは、無端ベルト１３０とカール矯正ローラ１６０とで形成された圧接部Ｎ２を通過することにより図３中で上側に凸形状の曲げ力が与えられる。その際に記録シートＰの剛性（腰）の強さに応じて、無端ベルト１３０とカール矯正ローラ１６０とで形成された圧接部Ｎ２よりも後方の部分は図３の矢印Ｃ方向、すなわち無端ベルト１３０に向かって押し付けられる。これにより、記録シートＰと無端ベルト１３０の密着性がより向上する。

この圧接部Ｎ２を通過した記録シートＰは、図３に示すように、無端ベルト１３０に当接した状態で剥離用ローラ１２０に搬送される。そして、剥離用ローラ１２０に架かる無端ベルト３０の曲率をもった部分と記録シートＰ自身の剛性（腰）の強さとが相反することにより、剥離用ローラ１２０に架かる無端ベルト部分から記録シートＰが自然に剥離される。これにより、記録シートＰの定着が終了して排紙トレイ６５に積載される。

この定着装置１００による定着が正常になされると、トナー画像Ｔが記録シートＰ（の透明樹脂層Ｐ２）内に一様に埋め込まれたような状態で定着される。さらに、定着後の記録シート表面（透明樹脂層Ｐ２の表面）が無端ベルト１３０の平滑な表面にならって平滑性に優れた状態となるように定着される。この定着後における記録シートＰ上の画像は、表面凹凸による光の乱反射が少なく光沢性に富み、写真画像に近似した高画質のものとして得られる。

また、記録シートＰとして透明樹脂層Ｐ２を持たない一般的な普通紙などの場合においても、トナー画像Ｔが記録シートＰの繊維内に一様に埋め込まれたような状態で定着される。さらに、定着後の記録シートＰ表面及びトナー画像表面が無端ベルト１３０の平滑な表面にならって平滑性に優れた状態となるように定着される。これにより、定着後における記録シートＰ上の画像は、表面凹凸による光の乱反射が少なく光沢性に富み、写真画像に近似した高画質のものとして得られる。

（変形例）
図８に示すように、定着装置を、無端ベルト１３０と加圧ローラ１４０の位置関係が上下逆の構成としてもよい。この定着装置１０１は、前記定着装置１００と同様、加熱ローラ１１０、剥離用ローラ１２０、無端ベルト１３０、加圧ローラ１４０、冷却部１５０、カール矯正ローラ１６０でその主要部が構成されており、上下が定着装置１００とは逆の配置となっている。

なお、定着装置１０１は、定着装置１００と上下の関係が異なるだけであり、各主要部の構成及び動作は同一であるため説明は省略する。

この構成の定着装置１０１では、記録シートＰの自重が加わるため、無端ベルト１３０と記録シートＰとの密着力が強くなるため、より効果的にカールの矯正が行える。

以上述べた構成により、多岐にわたる記録シートのカール（特にトナーカール）を、記録シートＰが無端ベルト１３０表面に密着した状態で効果的に矯正することが可能となる。そのため定着後における記録シートＰ上の画像は、表面凹凸による光の乱反射が少なく光沢性に富み、写真画像に近似した高画質のものとして得られるとともに、カールが除去された高品質な出力紙を得ることができる。

また、カールの除去にカール矯正ローラ１６０を用いており従来のように冷却部１５０の冷却効果だけに頼っていないので無端ベルト１３０の搬送速度を低下させずに高い生産性をもたらすことができる。

（実施の形態２）
図９及び図１０を参照しながら実施の形態２の本発明の画像加熱装置を用いた定着装置２００を説明する。なお、実施の形態１の定着装置１００と同じ構成の部位については同一の符号として説明を省略する。また、カール矯正機構が異なり、基本的な定着動作も定着装置１００と同じであるため説明を省略する。

２１０は、定着装置２００に設けられているカール矯正ローラ１６０の上流側で無端ベルト１３０の内周面側から押圧するように配置されている本発明の押圧部材としてのテンションローラである。このテンションローラ２１０は、実施の形態１の場合よりも無端ベルト１３０のカール矯正ローラ１６０に対する巻き付け角Ｘをさらに大きくすることにより、上方向に凸形状の曲げを記録シートＰに与える時間を増すために設けられている。すなわち、より記録シートＰに生じるカールの矯正力を強くすることが可能となる。

テンションローラ２１０は、図示しない支持フレームに軸受２１１を介して回転自在に支持されているとともに、無端ベルト１３０の内側から無端ベルト１３０の内周面を外方に押圧するように配置されている。そして、この構成により、テンションローラ２１０は無端ベルト１３０の回転により従動回転することができる。

記録シートＰは、無端ベルト１３０とカール矯正ローラ１６０とで形成された圧接部Ｎ２を通過するときに実施の形態１の場合よりも上側に凸形状のより大きい曲げ力が加えられる。そのため、大きなカールが発生する記録シート等でも効率的にカールの矯正することができる。

なお、カールを矯正するときに記録シートＰの剛性（腰）の強さに応じて、無端ベルト１３０がテンションローラ２１０に巻き付いている部位よりも後方の部分は図９におけるＰ‘に示す破線のように無端ベルト１３０の表面から剥離しやすくなる。そのため、本発明の送風手段としてのファン２２０をカール矯正ローラ１６０の上流側でテンションローラ２１０の配置位置に対応させて設け、ファン２２０からの送風により記録シートＰを無端ベルト１３０の表面に向けて強制的に押し付けるようにしている。これにより、シートの無端ベルト１３０の表面からの剥離を防止して接触を維持することができ、画像の乱れ等が防止することができる。

本実施の形態では、ファン２２０とテンションローラ２１０を追加するだけで、実施の形態１の場合よりも無端ベルト１３０のカール矯正ローラ１６０に対する巻き付け角Ｘを大きくすることができる。これにより、記録シートＰが無端ベルト１３０とカール矯正ローラ１６０とで形成された圧接部Ｎ２を通過したときに、実施の形態１の場合よりも上方向に凸形状のより大きい曲げ力が加えられるためにより効率的にカールを矯正することができる。

また、ファン２２０により吹き付けられる空気によって記録シートＰを無端ベルト１３０に押し付けて、記録シートＰが剥離されないようにし、さらにファン２２０の空気を記録シートの冷却にも利用できるため、画像品質の向上も図れる。

以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記本実施の形態では、本発明の画像加熱装置をトナー画像を記録シートに定着するための定着装置に適用した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、トナー画像を定着するための一般的な定着装置によって、記録シートにトナー画像を定着させておき、続いて本発明の画像加熱装置を通過させることによりさらに高光沢な画像を得ることができる。すなわち、定着装置で定着されたトナー画像を本発明の画像加熱装置で再加熱することにより、より確実にトナー画像を記録シート（の透明樹脂層）内に一様に埋め込まれたような状態で定着させることができる。そして、さらに定着装置で定着後の記録シート表面（透明樹脂層の表面）を画像加熱装置の無端ベルトの平滑な表面にならって平滑性に優れた状態となるようにすることができる。これにより、写真画像に近似した高画質の画像が形成された記録シートを得ることができる。

なお、このような画像加熱装置を画像形成装置とは別にユニットとして着脱自在に構成し、画像形成装置に必要に応じて装着して使用できるようにしてもよい。また、使用者の使用目的により定着装置を通過させて形成される一般的な光沢度の画像と、定着装置と画像加熱装置の両方を通過させて高光沢の画像とが選択的に得られるようにすることもできる。

なお、本実施の形態では、無端ベルト１３０の外周面を内方に押圧してカールを矯正する構成を説明したが、カールが形成される向きによっては、無端ベルト１３０の内周面を外方に押圧してカールを矯正するようにしてもよい。この場合には、無端ベルト１３０の外側にスポンジローラやベルト等を当接させて圧接部Ｎ２を構成する必要がある。

本発明の実施の形態１の定着装置を示す断面図 図１に示す定着装置の下側から見た図 図１に示す定着装置のカール矯正ローラ部分の詳細を示す断面図 本発明の画像形成装置の一例を示す断面図 トナー画像の記録シートへの定着過程を示す概要図 第１の実施の形態に設けられている制御部の制御ブロック図 図１に示す定着装置のカール矯正ローラの設定動作を示すフローチャート 図１に示す定着装置と構成を上下逆にした定着装置の断面図 本発明の実施の形態２の定着装置のカール矯正ローラ部分の詳細を示す断面図 図９に示す定着装置の下側から見た図 従来の定着装置の一例を示す断面図

符号の説明

１１０ 加熱ローラ
１２０ 剥離用ローラ
１３０ 無端ベルト
１４０ 加圧ローラ
１５０ 冷却部
１５１ 冷却ファン
１６０ カール矯正ローラ
１７１ 駆動カム
１７２ フォトインタラプタ
１８０ ステッピングモータ
２２０ 冷却部
Ｐ 記録シート
Ｔ トナー画像
Ｎ１ 圧接部
Ｎ２ 圧接部

Claims (5)

1. 加熱されて回転可能な無端ベルトと、前記無端ベルトと圧接して圧接部を構成する加圧部材と、前記無端ベルトの内側に配置され、該無端ベルトを内側から冷却する冷却部と、前記無端ベルトが掛け回され、該無端ベルトから記録シートを剥離するための剥離用ローラと、を備え、前記圧接部において記録シートを挟持搬送して該記録シート上の画像を加熱し、前記冷却部で冷却した後に前記剥離用ローラにより記録シートを前記無端ベルトから剥離する画像加熱装置において、
   前記冷却部と前記剥離ローラとの間で前記無端ベルトの外周面を内方に押圧可能なカール矯正ローラを設け、前記カール矯正ローラの上流側において前記無端ベルトの内周面を外方に押圧するための押圧部材を設け、前記押圧部材と前記剥離ローラとの間の前記カール矯正ローラが押圧する部分で記録シートのカールを矯正するカール矯正機構を備え、
   前記カール矯正機構は、シートの種類情報に応じて、前記加圧部及び前記冷却部を通過してきた記録シートに生じるカールを矯正するために前記無端ベルトに対して前記カール矯正ローラが侵入する量を変更可能としたことを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記押圧部材の配置位置において記録シートの前記無端ベルトに対する接触を維持するために前記無端ベルトの外周面に向けて空気を吹き付けるための送風手段を設けることを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。
3. 記録シートにトナー画像を転写する転写装置と、
   前記転写装置により転写されたトナー画像を加熱して定着するための請求項１又は２記載の画像加熱装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 記録シートにトナー画像を転写する転写装置と、
   前記転写装置により転写されたトナー画像を定着する定着装置と、
   前記定着装置により記録シートに定着されたトナー画像を加熱するための請求項１又は２記載の画像加熱装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記画像加熱装置が前記画像形成装置に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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