(57)【要約】【課題】  転写材に光沢段差による定着画質不良を発生させることのない定着装置を備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】  加熱手段により加熱され回転可能な定着部材と、該定着部材に圧接しニップ部を形成する回転可能な加圧部材とを有し、該ニップ部に転写材を通過させて転写材上の未定着トナーを定着する定着装置を備えた画像形成装置において、前記加圧部材を冷却する冷却手段と、前記ニップ部への進入前に転写材を加熱する予備加熱手段とを有し、前記加圧部材と転写材との温度差が小さくなるように、前記冷却手段及び前記予備加熱手段を制御する制御手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図７
2006330556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段により加熱され回転可能な定着部材と、
該定着部材に圧接しニップ部を形成する回転可能な加圧部材とを有し、
該ニップ部に転写材を通過させて転写材上の未定着トナーを定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
前記加圧部材を冷却する冷却手段と、
前記ニップ部への進入前に転写材を加熱する予備加熱手段とを有し、
前記加圧部材と転写材との温度差が小さくなるように、前記冷却手段及び前記予備加熱手段を制御する制御手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧部材の温度を検知する温度検知手段の情報、又は、画像形成枚数、転写材サイズ、転写材の種類、転写材の坪量、片面コピーか両面コピーかの通紙モードのうち少なくとも１つの情報に基づいて、前記冷却手段及び前記予備加熱手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記予備加熱手段の熱源は前記加圧部材を冷却したときの廃熱空気であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未定着トナー像を担持する転写材を定着部材及び加圧部材によって挟持搬送しながら加熱、加圧することにより未定着トナーを転写材上に定着させる定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー電子写真方式の画像形成装置が、小ロット対応、短納期、低コスト等の利点を生かして、従来の印刷装置に代わって使用されるようになり、高速化、高画質化がより求められている。
【０００３】
定着部材と加圧部材とで加熱加圧し転写材にトナーを溶融固着させる定着装置においては光沢のある画像が求められるため、トナーを十分に溶かし定着後のトナー表面が平滑になるようにしている。
【０００４】
トナーを十分に溶かすために高温にするとホットオフセットが起きやすいため、トナーにＷＡＸを含有させたり、定着部材表面にオイルを塗布したり、定着部材表面を離型性の高い材料で被覆したりして、トナーと定着部材表面の離型性をあげることが行われている。
【０００５】
また、定着部材表面が硬いとトナーを均一に溶かせず光沢ムラのある画像になってしまうため、シリコンゴムなどの弾性部材を使用して均一な溶融を図っている。また、均一な光沢画像を得るために、転写材表面を樹脂層でコーティングした塗工紙が用いられることもある。
【０００６】
また、最近の傾向として、文字等は光沢がありすぎると、ぎらついて見にくいため適度な光沢の範囲に抑えるようになってきた。
【０００７】
このように、光沢度を上げる、又は、制御するという技術はいろいろと提案されているが、「発明が解決しようとする課題」に詳細を記載するように、転写材搬送方向にみたときに、転写材上の光沢に段差があることがわかった。
【０００８】
これは新しい問題であり、これを解決するための適切な引用文献がなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、発明者等は、均一な光沢画像に関する研究を進める中で、高画質に影響を与える光沢段差という問題があることを見出した。
【００１０】
以下、光沢段差について概略説明する。
【００１１】
例えば、加熱源を内蔵する定着ローラと加圧ローラとにより転写材を挟持、搬送しながらトナーの溶融固着を行う定着装置において、定着ニップ通過直後の定着ローラ表面温度は、転写材によって熱が奪われる通紙部分と熱が奪われない紙間部分とに対応する位置において温度差が生じる。
【００１２】
定着ローラ表面のシリコンゴムや定着ベルト基体に用いられるポリイミドは熱伝導が金属に比べて悪いため、高速では前記温度差が加熱された１回転後も残ってしまう。
【００１３】
光沢の高低は定着ローラ温度に対応しているので、前記温度差の境界で光沢段差となって認識される。
【００１４】
従来の高光沢なカラー画像では、定着温度に対する光沢が飽和していて温度差があっても光沢段差が小さいため認識されにくかった。
【００１５】
しかしながら、適度な光沢範囲に抑えた画像においては光沢段差がより目立つようになってきた。
【００１６】
前記温度差は、転写材温度と加圧ローラ表面温度との差が大きいほど大きくなる。
【００１７】
通常、転写材温度は室温（２０°前後）にほぼ等しく一定であるため、加圧ローラ温度が高いほど前記温度差が大きくなり光沢段差が目立つようになる。
【００１８】
加圧ローラ温度は、通紙モード（両面／片面、連続／間欠）、転写材サイズ、転写材坪量等の条件にによって変化し、これらの条件のどれか一つ、又はこれらの条件の組み合わせ方により加圧ローラ温度が高くなり、光沢段差が目立つようになる。
【００１９】
加圧ローラ温度が高くなる条件としては、例えば、以下のようなものがある。
【００２０】
連続画像形成時には転写材長さが短いほど、通紙距離に対して紙間が長くなるため、加圧ローラ温度は高くなる。
【００２１】
これは、加圧ローラ温度が定着ローラから与えられる温度と転写材に奪われる熱量の差し引きで決まるためである。
【００２２】
両面画像形成時も表裏反転時間分、転写材間隔が長くなるので加圧ローラ温度が高くなる。
【００２３】
少量の画像形成を繰り返す間欠モードの場合も加圧ローラ温度が高くなる。
【００２４】
また、転写材の坪量が小さい場合、即ち、転写材が薄い場合にも、転写材が奪う熱量が少なくなるため、加圧ローラの温度は高くなる。
【００２５】
このように、加圧ローラ温度が高くなる条件で定着処理を行った場合、上述した光沢段差という不具合が発生する。
【００２６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、転写材に光沢段差による定着画質不良を発生させることのない定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の目的は、下記の構成により達成することが出来る。
（請求項１）
加熱手段により加熱され回転可能な定着部材と、
該定着部材に圧接しニップ部を形成する回転可能な加圧部材とを有し、
該ニップ部に転写材を通過させて転写材上の未定着トナーを定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
前記加圧部材を冷却する冷却手段と、
前記ニップ部への進入前に転写材を加熱する予備加熱手段とを有し、
前記加圧部材と転写材との温度差が小さくなるように、前記冷却手段及び前記予備加熱手段を制御する制御手段を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記加圧部材の温度を検知する温度検知手段の情報、又は、画像形成枚数、転写材サイズ、転写材の種類、転写材の坪量、片面コピーか両面コピーかの通紙モードのうち少なくとも１つの情報に基づいて、前記冷却手段及び前記予備加熱手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
（請求項３）
前記予備加熱手段の熱源は前記加圧部材を冷却したときの廃熱空気であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１の発明によれば、加圧部材と転写材との温度差が小さくなるように、冷却手段及び予備加熱手段を制御することにより、転写材に光沢段差による定着画質不良を発生させることのない定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【００２９】
加圧部材と転写材との温度差を小さくするために、加圧部材の冷却のみを行い温度を下げた場合、定着部材と加圧部材との温度差が大きくなってしまい、この温度差により転写材の表裏の温度差が大きくなりカールが発生し、排紙工程、後処理工程、両面コピー工程でジャムを起こしてしまう恐れがある。
【００３０】
一方、加圧部材と転写材との温度差を小さくするために、転写材予熱のみで行う場合には、多大な電力と大がかりな予熱装置が必要となりコストアップを招いてしまう。
【００３１】
しかしながら、本発明のように、加圧部材の冷却と転写材の加熱を共に行うことにより、転写材のカールを押さえ、かつ、電力消費及び装置の大型化を押さえながら光沢段差の発生を防止できる。
【００３２】
また、転写材を予熱することにより転写材の水分量を少なくすることが出来、かつ、加圧部材の温度を低くすることにより定着中に転写材からの水分蒸発量を抑えることが出来るので、定着されたトナー表面にトナーブリスター（気泡による膨れ）が発生するこを防止できる。
【００３３】
なお、加圧ローラを冷却する技術が特開平１０−４８９８１号公報に提案されているが、これは定着（加熱）ローラの小幅サイズ通紙時の非通紙端部の温度上昇を抑えるため、加圧ローラの非通紙部を冷却するものであって、通紙部では加圧ローラの温度が上昇するので光沢段差が発生する。
【００３４】
また、転写材を定着前に加熱する技術が特開２００３−２９５６４８号公報や特開２００３−２７１００７号公報に提案されているが、特開２００３−２９５６４８号公報では、通紙により定着（加熱）ローラから奪われる熱量を低減することにより、結果として非通紙部の温度上昇を抑えるために、特開２００３−２７１００７号公報では、転写材によって定着強度が低下するのを防ぐために転写材を加熱するものであって、転写材の温度増加分により、加圧ローラ温度上昇が大きくなり、転写材と加圧ローラの温度差が小さくならなければ、光沢段差は発生する。
【００３５】
請求項２の発明によれば、加圧部材の温度を検知する温度検知手段の情報、又は、画像形成枚数、転写材サイズ、転写材の種類、転写材の坪量、片面コピーか両面コピーかの通紙モードのうち少なくとも１つの情報に基づいて、冷却手段及び予備加熱手段を制御することにより、的確に加圧部材と転写材との温度差を小さくすることが可能になる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、予備加熱手段の熱源に加圧部材を冷却したときの廃熱空気を利用することにより、装置の小型化、省電力化等が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の実施の形態の一例を図面を用いて説明する。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。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００３８】
本発明にかかわる定着装置を備える画像形成装置について図１を用いて説明する。図１は画像形成装置の概略構成図である。
【００３９】
図１において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００４０】
画像形成装置本体ＧＨ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と、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び後述する定着装置９等からなる。
【００４１】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿Ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００４２】
ラインイメージセンサＣＣＤ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、画像圧縮処理等の処理が行われ、一旦メモリに記憶された後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに送られる。
【００４３】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙ及びその周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙ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、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍ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、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００４４】
現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の、小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。
【００４５】
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。
【００４６】
画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材としての記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置９に形成されるニップ部Ｎ（図２参照、図１には不図示）において記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて記録紙Ｐ上に固着され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００４７】
両面画像形成時には、一方の面（第１面目）にカラー画像（カラートナー像）が形成され、定着装置９により定着された記録紙Ｐは、分岐手段２６によりシート排紙路から分岐されて、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路２７Ａを経て、再給紙機構（ＡＤＵ機構）である反転搬送路２７Ｂにより表裏を反転され、再給紙搬送部２７Ｃを通過して、給紙ローラ２２Ｄにおいて給紙カセット２０から供給された記録紙Ｐの搬送路に合流する。
【００４８】
反転搬送（循環反転搬送）された記録紙Ｐは、レジストローラ２３を経て、再度２次転写ローラ７Ａに搬送され、記録紙Ｐの他方の面（第２面目）上にカラー画像（カラートナー像）が一括転写される。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置９により定着処理され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００４９】
一方、転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００５０】
２００は記録紙Ｐの予備加熱手段であり、給紙カセット２０から供給された記録紙Ｐと反転搬送路２７Ｃから供給された記録紙Ｐとが合流する前に設置されており、給紙カセット２０から供給された記録紙Ｐのみを加熱する。なお、予備加熱手段２００の詳細は後述する。
【００５１】
予備加熱手段２００は、上述した場所に限定されることなく定着前であればどこでも良く、例えば、転写手段７Ａと定着装置９との間に設けてもよい。
【００５２】
３００は画像形成装置ＧＳの制御手段、３０１は操作、表示手段である。
【００５３】
次に、本発明に係わる定着装置の実施の形態の一例について図２を用いて説明する。図２は定着装置９の概略断面図である。
【００５４】
定着部材としての定着ベルト９１は、無端状に形成され、例えば、基体として厚さ７０μｍのＰＩ（ポリイミド）等からなる耐熱性の樹脂ベルトを用い、基体の外周面を弾性層として厚さ２００μｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）で被覆し、更に、表層として厚さ３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブで被覆している。なお、外径寸法は例えば８０ｍｍである。
【００５５】
加熱ローラ９２は、定着ベルト９１を加熱する加熱手段としてのハロゲンランプ９２Ａを内蔵し、例えば、アルミニュウム等から形成された肉厚２ｍｍの円筒状の中空回転体９２Ｂの外周面を、表層９２Ｃとして厚さ３０μｍの耐熱性のＰＦＡをコーティングし、ハードローラとして構成されている。なお、外径寸法は例えば４７ｍｍである。
【００５６】
定着ローラ９３は、例えば、鉄等の金属から形成された中実の芯金９３Ａを、弾性層９３Ｂとして厚さ１０ｍｍの耐熱性のシリコンゴムとシリコンスポンジで被覆して、更に、表層９３Ｃとして厚さ３０μｍのＰＦＡチューブで被覆し、ソフトローラとして構成されている。なお、外径寸法は例えば４０ｍｍである。
【００５７】
加圧部材としての加圧ローラ９４は、加圧ローラ９４を加熱する加熱手段としてのハロゲンランプ９４Ａを内蔵し、例えばアルミニュウム等から形成された肉厚３ｍｍの円筒状の中空回転体９４Ｂの外周面を、弾性層９４Ｃとして厚さ３ｍｍの耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）で被覆し、更に、離型層９４Ｄとして厚さ３０μｍのＰＦＡチューブで被覆し、ハードローラとして構成されている。なお、外径寸法は例えば５０ｍｍである。
【００５８】
加圧ローラ９４に内蔵されたハロゲンランプ９４Ａは、ウォーミング時間を短縮するために加圧ローラ９４を速やかに所定温度にするために用いられるが、加圧ローラ９４はハロゲンランプ９４Ａを内蔵しない構成とすることも可能である。
【００５９】
加圧ローラ９４は、停止中及びウォーミングアップ中は定着ベルト９１との圧接が、圧接解除モータ９５Ａ、円板９５Ｂ、ピン９５Ｃ、加圧ローラ９４の支持軸９４Ｅに連結された連結棒９５Ｄ等からなる圧接解除手段９５により解除されており、画像形成のスタートに連動して圧接するように構成されている。
【００６０】
Ｓ１、Ｓ２は、定着ベルト９１を介して加熱ローラ９２の温度を検知する温度検知手段、及び加圧ローラ９４の温度を検知する温度検知手段である。
【００６１】
なお、定着ベルト９１、加圧ローラ９４を加熱する加熱手段として、どのような加熱手段を用いてもよく、例えば励磁コイルを用いた誘導加熱発熱体を用いてもよい。また、加熱手段は、必ずしも加熱ローラ９２、加圧ローラ９４の中に配置されていなくてもよく、どこに配置されていてもよい。
【００６２】
また、定着ベルト９１を押圧するテンションローラを設けた定着装置であってもよい。
【００６３】
以上の構成において、不図示の駆動手段によって定着ローラ９３を時計方向に回転させると、定着ベルト９１及び加熱ローラ９２も時計方向に回転し、加圧ローラ９４は反時計方向に回転する。また、加熱ローラ９２に当接する定着ベルト９１はハロゲンランプ９２Ａにより加熱され、加圧ローラ９４もハロゲンランプ９４Ａによって加熱される。そして、不図示の付勢手段によって加圧ローラ９４が定着ローラ９３の方向に付勢されているので、定着ローラ９３に巻回された定着ベルト９１と加圧ローラ９４との間のニップ部Ｎで、給紙された記録紙Ｐが加熱、加圧されて、記録紙Ｐ上のトナー像が定着される。
【００６４】
次に、本発明の特徴である、加圧ローラ９４の冷却手段及び記録紙Ｐの予備加熱手段について図３、図４を用いて説明する。
【００６５】
図３は図２の加圧ローラの軸方向断面図、図４は予備加熱手段の断面図である。
【００６６】
先ず、図３を用いて冷却手段１００について説明する。
【００６７】
１０１はモータ付きの冷却ファンであり、画像形成装置の外部から空気を導入する位置に設けられている。
【００６８】
１０２は冷却ファン１０１と加圧ローラ９４との間に設置され、冷却ファン１０１で取り込んだ空気を加圧ローラ９４の内筒部に送り込む導入ダクトである。
【００６９】
１０３は導入ダクト１０２と反対側の加圧ローラ９４端部に設置され、加圧ローラ９４から排気された空気を後述する予備加熱手段の熱源として利用するための中間ダクトである。
【００７０】
このように、冷却ファン１０１、導入ダクト１０２、中間ダクト１０３等で冷却手段１００が構成されている。
【００７１】
次に、図４を用いて予備加熱手段２００について説明する。図４は予備加熱手段２００の斜視図である。
【００７２】
２０１、２０２は記録紙Ｐを搬送するための搬送ガイド板であり、所定の間隔を持って設置されている。
【００７３】
２０３、２０４は中間ダクト１０３に接続されたチャンバーであり、それぞれ搬送ガイド板２０１、２０２に固定されている。
【００７４】
２０５は排気ダクトであり、一端は中間ダクト１０３と反対側のチャンバー２０３、２０４の側面に連結され、他端は画像形成装置の側面まで延びておりチャンバー２０３、２０４に導入された空気を機外に排気する。
【００７５】
このように、搬送ガイド板２０１、２０２、チャンバー２０３、２０４、排気ダクト２０５等で予備加熱手段２００が構成されている。
【００７６】
上記構成により、冷却ファン１０１により機外から吸引された空気は導入ダクト１０２により加圧ローラ９４の内筒部に送り込まれ加圧ローラ９４を冷却する。加圧ローラ９４を冷却した空気は中間ダクト１０３に送り込まれるが、加圧ローラ９４の冷却により温度上昇した空気（廃熱空気）はチャンバー２０３、２０４を通過する過程で搬送ガイド板２０１、２０２を加熱しこの間を搬送される記録紙Ｐを加熱する。
【００７７】
次に、冷却手段１００の制御構成について図５を用いて説明する。
【００７８】
図５は画像形成装置ＧＳ及び冷却手段１００の制御ブロック図である。
【００７９】
図５において、制御手段３００は画像形成装置ＧＳ及び冷却手段１００の制御を行うものであり、演算処理を行うＣＰＵ、記憶手段であるＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されている。
【００８０】
操作、表示手段３００Ａは制御手段３００に接続されており、コピー枚数、記録紙サイズ、記録紙の種類、記録紙の坪量の設定、及び片面コピーか両面コピーかの通紙モードの選択等の操作を行うとともに、異常箇所等の画像形成状態を表示する。
【００８１】
温度検知手段Ｓ１、Ｓ２は制御手段３００に接続されており、それぞれ加熱ローラ９２、加圧ローラ９４の温度情報を伝達する。
【００８２】
制御手段３００は記憶手段ＲＯＭに格納されたプログラムに従って画像読み取り装置ＹＳ、画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、定着装置９、圧接解除手段９５等の制御を行うとともに、冷却ファン駆動手段１０１Ａを介して冷却ファン１０１の駆動を制御する。
【００８３】
次に、上記構成における冷却手段１００の制御について説明する。
【００８４】
先ず、操作者により操作、表示手段３００Ａからコピー枚数、記録紙サイズ、記録紙の種類、記録紙の坪量の設定、及び片面コピーか両面コピーかの通紙モードの選択が行われる。
【００８５】
上記設定及び選択したもののうち少なくとも１つがあらかじめ記憶手段ＲＯＭに記憶されている条件に合致した時には、定着時における加圧ローラ９４と記録紙Ｐとの温度差が小さくなるように、冷却ファン１０１を作動させ加圧ローラ９４の冷却及び記録紙Ｐの予備加熱を行う。
【００８６】
或いは、上記設定及び選択とは別に、加圧ローラ９４の温度検知手段Ｓ２の検知温度が所定温度を超えた時には、定着時における加圧ローラ９４と記録紙Ｐとの温度差が小さくなるように、冷却ファン１０１を作動させ加圧ローラ９４の冷却及び記録紙Ｐの予備加熱を行う。
【００８７】
上述したように、冷却手段１００を作動させ定着時における加圧ローラ９４と記録紙Ｐとの温度差が小さくなるように制御することにより記録紙Ｐ上の定着画像に現れる記録紙搬送方向の光沢段差を防止することが可能になるが、その詳細について図６、図７を用いて説明する。
【００８８】
先ず、記録紙搬送方向の光沢段差の発生メカニズムについて、その発生メカニズムを模式的に示した図６を用いて説明する。
【００８９】
図６（ａ）に示すように、ニップ部Ｎを通過直後の定着ベルト９１の表面温度は、記録紙Ｐによって熱が奪われる通紙部分と熱が奪われない紙間部分とに対応する位置において温度差が生じる。
【００９０】
即ち、定着ベルト９１の表面温度は、通紙部分に対応する位置よりも紙間部分に対応する位置の方が高くなる。
【００９１】
定着ベルト９１の基体に用いられるポリイミドは熱伝導が金属に比べて悪いため、図６（ｂ）に示すように高速では温度差が加熱ローラ通過後も残ってしまう。
【００９２】
光沢の高低は定着ベルト９１の温度に対応しているので、図６（ｃ）に示すように、前記温度差の境界で光沢段差となって認識される。
【００９３】
従来の高光沢なカラー画像では、定着温度に対する光沢が飽和しているため定着ベルト９１の周方向にみて温度差があっても光沢段差が小さいため認識されにくかったが、適度な光沢範囲に抑えた画像においては光沢段差がより目立つようになってきた。
【００９４】
前記温度差は、記録紙Ｐの温度と加圧ローラ９４の表面温度との差が大きいほど大きくなる。
【００９５】
通常、記録紙Ｐの温度は室温（２０°前後）にほぼ等しく一定であるため、加圧ローラ９４の温度が高いほど前記温度差が大きくなり光沢段差が目立つようになる。
【００９６】
加圧ローラ９４の温度は、通紙モード（両面／片面、連続／間欠）、記録紙サイズ、記録紙坪量等の条件によって変化し、これらの条件のどれか一つ、又はこれらの条件の組み合わせ方により加圧ローラ９４の温度が高くなり、光沢段差が目立つようになる。
【００９７】
加圧ローラ９４の温度が高くなる条件としては、例えば、以下のようなものがある。
【００９８】
連続画像形成時には記録紙長さが短いほど、通紙距離に対して紙間が長くなるため、加圧ローラ９４の温度は高くなる。
【００９９】
これは、加圧ローラ９４の温度が定着ベルト９１から与えられる温度と記録紙Ｐに奪われる熱量の差し引きで決まるためである。
【０１００】
両面画像形成時も表裏反転時間分、記録紙間隔が長くなるので加圧ローラ９４の温度が高くなる。
【０１０１】
少量の画像形成を繰り返す間欠モードの場合も加圧ローラ９４の温度が高くなる。
【０１０２】
また、記録紙Ｐの坪量が小さい場合、即ち、記録紙Ｐが薄い場合にも、記録紙Ｐが奪う熱量が少なくなるため、加圧ローラ９４の温度は高くなる。
【０１０３】
このように、加圧ローラ９４の温度が高くなる条件で定着処理を行った場合、上述した光沢段差という不具合が発生する。
【０１０４】
一方、定着ベルト９１と加圧ローラ９４との温度差が大きいと、この温度差が記録紙Ｐの表面、裏面の温度差となって現れて記録紙Ｐにカールを発生させる。
【０１０５】
このように、光沢段差とカールとは、加圧ローラ９４と記録紙Ｐの温度差で見ると、互いに逆の関係にあるため、光沢段差とカールとを発生させないためには加圧ローラ９４、記録紙Ｐの温度差を適正に制御する必要があり、これについて図７を用いて説明する。
【０１０６】
図７は、本実施の形態の画像形成装置において、記録紙ＰにＡ４普通紙を用い、Ａ４短辺送りで、両面コピーを１枚ずつ繰り返し１００回行った実験における、加圧ローラ９４の冷却及び記録紙Ｐの予備加熱の有無による、加圧ローラ９４、記録紙Ｐの温度変化を模式的に示した図である。なお、記録紙Ｐの温度測定はニップ部Ｎの前で行った。
【０１０７】
図７（ａ）及び図７（ｃ）は同一のものであり、加圧ローラ９４の冷却及び記録紙Ｐの予備加熱を行わなかった場合、図７（ｂ）は加圧ローラ９４のみ冷却、図７（ｄ）は加圧ローラ９４の冷却及び記録紙Ｐの予備加熱を行った場合を示している。
【０１０８】
なお、定着画像の光沢段差が認識されないためには、加圧ローラ９４と記録紙Ｐの温度差が１００℃以内、排紙、後処理、両面コピーの通紙経路でジャムにならないカール量に抑えるには、定着ベルト９１と加圧ローラ９４との温度差を８０℃以内にしなければならないことがあらかじめ実験で求められている。
【０１０９】
図７（ａ）、図７（ｃ）に示すように、加圧ローラ９４の冷却及び記録紙Ｐの予備加熱を行わなかった場合は、加圧ローラ９４の温度が上昇し１７０℃に達する。この場合、カールは許容温度８０℃以内に入っているが、光沢段差は許容温度１００℃以内に入っていないことが解る。
【０１１０】
図７（ｂ）に示すように、加圧ローラ９４のみを冷却して光沢段差がなくなる温度である１００℃まで下げた場合、定着ベルト９１と加圧ローラ９４との温度差が１００℃となりカールの許容温度を超えてしまうことが解る。
【０１１１】
図７（ｄ）に示すように、加圧ローラ９４の冷却に加え、記録紙Ｐの予備加熱を行った場合、加圧ローラ９４と記録紙Ｐの温度差が８０℃、定着ベルト９１と加圧ローラ９４との温度差が７０℃であり、光沢段差はなく、カールによるジャムも発生しないことが分かる。
【０１１２】
以上述べたように、加圧部材と記録紙との温度差が小さくなるように、冷却手段及び予備加熱手段を制御することにより、記録紙のカールを押さえつつ、光沢段差を発生させることのない定着装置を備えた画像形成装置を提供することが可能になった。
【０１１３】
また、加圧部材の温度を検知する温度検知手段の情報、又は、画像形成枚数、転写材サイズ、転写材の種類、転写材の坪量、片面コピーか両面コピーかの通紙モードのうち少なくとも１つの情報に基づいて、冷却手段及び予備加熱手段を制御することにより、より正確に光沢段差の発生を防止することが可能となる。
【０１１４】
更に、予備加熱手段の熱源として加圧部材を冷却したときの廃熱空気を利用することにより、装置の小型化、省電力化等が可能になる。
【０１１５】
なお、本実施の形態はベルトを用いた定着装置であるが、これに限定されることなく、他の定着装置、例えば、定着部材としての定着ローラ、加圧部材としての加圧ローラを用いたローラ方式の定着装置とすることも可能である。
【０１１６】
また、記録紙の坪量は、操作、表示手段から入力せずに、記録紙の搬送路上に坪量測定手段を設けこの情報を基にして冷却手段、予備加熱手段を制御しても良い。
【０１１７】
更に、予備加熱手段は加圧部材を冷却した時の廃熱空気を利用したが、これに限定されることなく、予備加熱手段は、例えば、ハロゲンヒータ、面状発熱体等の加熱部材を備えて記録紙を予備加熱する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】画像形成装置の概略構成図。
【図２】定着装置の概略断面図。
【図３】加圧ローラの軸方向断面図。
【図４】予備加熱手段の斜視図。
【図５】画像形成装置ＧＳ及び冷却手段１００の制御ブロック図。
【図６】光沢段差発生メカニズムの模式図。
【図７】加圧ローラの冷却及び記録紙の予備加熱の有無による、定着ベルト、加圧ローラ、記録紙の温度変化を模式的に示した図。
【符号の説明】
【０１１９】
９  定着装置
９１  定着ベルト
９２  加熱ローラ
９２Ａ  ハロゲンランプ
９２Ｂ  中空回転体
９２Ｃ  表層
９３  定着ローラ
９３Ａ  芯金
９３Ｂ  弾性層
９３Ｃ  表層
９４  加圧ローラ
９４Ａ  ハロゲンランプ
９４Ｂ  中空回転体
９４Ｃ  弾性層
９４Ｄ  離型層
９４Ｅ  支持軸
９５  圧接解除手段
９５Ａ  圧接解除モータ
９５Ｂ  円板
９５Ｃ  ピン
９５Ｄ  連結棒
１００  冷却手段
１０１  冷却ファン
１０１Ａ  冷却ファン駆動手段
１０２  導入ダクト
１０３  中間ダクト
２００  予備加熱手段
２０１、２０２  搬送ガイド板
２０３、２０４  チャンバー
２０５  排気ダクト
３００  制御手段
３００Ａ  操作、表示手段
Ｓ１、Ｓ２  温度検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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