(57)【要約】【課題】  画像の光沢度は転写材上の可視粉末（トナー）の溶け方、及び、粘弾特性によりほぼ一定で、任意に制御することは非常に困難である。【解決手段】  第１の定着器と第２の定着器を重連配置。第２の定着器をＩＨＦ、ＯＤＦ等の温度上昇冷却が俊敏なものを使用する。第２の定着器を任意な温度に調整することにより、光沢度を制御する。第１の定着器前、第１の定着器後、第２の定着器後に光沢度センサーを配置。この値を使用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上の未定着画像を加熱定着する定着装置を転写材上の進行方向に２個有する画像形成装置において、転写材進行方向下流側の定着装置の温度を可変させることにより、未定着画像の光沢度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記画像形成装置が、異なる光沢度および厚み転写材を交互に連続して加熱定着することが可能であることを特徴とする、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記画像形成装置において、定着前に転写材の光沢度および厚みをあらかじめ測定するセンサーを有し、概転写材の光沢度および厚みに応じて上記定着装置の狭圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１、２記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記画像形成装置において、下流側定着装置の後に定着後の画像の光沢度を測定するセンサーを有し、概定着後の画像の光沢度に応じて転写材進行方向下流側の定着装置の温度を可変させることにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１、２、３記載又は請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記画像形成装置において、上流側定着装置の後に定着後の画像の光沢度を測定するセンサーを有し、概定着後の画像の光沢度に応じて転写材進行方向下流側の定着装置の温度を可変させることにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１、２、３、４項記載又は請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記画像形成装置において、下流側定着装置は、磁場発生装置と、その磁界発生装置の磁界の作用で電磁誘導発熱する回転体と、前記回転体と相互圧接してニップ部を形成する加熱部材を有し、前記ニップ部で被加熱材を狭持搬送し前記回転体の発熱で被加熱材を加熱定着する定着装置であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５項記載又は請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記画像形成装置において、下流側定着装置は、加熱源として面状発熱体と、定着回転体としてフィルム部材を有し、前記フィルムと相互圧接してニップ部を形成する加熱部材を有し、前記ニップ部で被加熱材を狭持搬送し前記回転体の発熱で被加熱材を加熱定着する定着装置であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６項記載又は請求項１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、電子写真画像形成装置の、粉末画像を転写材に溶融固着させ、画像を形成する装置に関し、特には、画像の光沢度を任意に調整するための画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に従来の定着装置を示す。
【０００３】
すでに一般化されているように、電子写真又は他の類似画像形成装置においては、付図示の電荷保持体上に静電潜像を形成し、さらに可視粉末（トナー）で上記静電潜像を可視化し、転写材上に同可視像を転写し、最後に定着装置において上記未定着粉末画像を溶融加熱し、転写材上に固着することにより、最終画像を形成する。
【０００４】
以上のような画像形成装置においては、最終工程の定着装置が重要な機能を有することは、いまさら言うまでもなく、一方ではきちんと転写材上に可視粉末（となー）を固着させる特性、いわゆる定着機能を果し、また他方ではとびちり、光沢度、画像均一性など画像の品位を決定する画像特性に多いに関与している。
【０００５】
ここで、従来の定着装置としては、加熱された２本の定着ロール部材を狭圧、協動させ、この狭圧部に未定着画像を挟むことにより未定着画像を固着させる、所謂熱ロール定着が主流であったが、近年では、画像形成装置の高速化、小形化、小エネルギー化を目的とした図Aに示すようなベルト定着方式が盛んに採用されるようになっている。
【０００６】
さらには、近年画像形成装置も盛んに実用化され、画像品も著しく向上し、軽印刷の分野にも盛んに採用されている。ここで、画像品質として、非常に重要な項目としては、オフセット印刷などのインクを使用した印刷方式に見劣らない光沢度を有すること、さらには画像の光沢度を目的に応じて任意に制御可能なことである。
【０００７】
また一方で、定着装置の未定着画像の定着温度を、急速に変化させることが可能な定着技術も提案されている。
【０００８】
１つは、磁界発生装置の磁界の作用で電磁誘導発熱する回転体と、前記回転体と相互圧接してニップ部を形成する加熱部材を有し、前記ニップ部で被加熱材を狭持搬送し前記回転体の発熱で被加熱材を加熱定着するいわゆる誘導加熱定着方式、そして、もう１つは、加熱源として面状発熱体と、定着回転体としてフィルム部材を有し、前記フィルムと相互圧接してニップ部を形成する加熱部材を有し、前記ニップ部で被加熱材を狭持搬送し前記回転体の発熱で被加熱材を加熱いわゆるフィルム加熱定着方式などが提案されている。
【０００９】
またさらには、近年の画像形成装置は、異なる光沢度および厚みの転写材を交互に連続して加熱定着することが可能であることが可能な画像形成装置が提案されており、これらの画像に関しても上述の画像品質は要求されている。
【００１０】
又、別の従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2003-150003号公報
【特許文献２】特開2003-156969号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記画像の光沢度は転写材上の可視粉末（トナー）の溶け方、及び、粘弾特性によりほぼ一定で、任意に制御することは非常に困難である。さらには、光沢度および厚みの転写材を交互に連続して加熱定着する時に、異なる光沢度および厚みに対して、連続して制御することは非常に困難である。本発明はかかる課題を可能にするためのものである。
【００１２】
以上のような課題に対し、転写材上のトナーの溶け方を制御する手段としては、１つの定着装置の温度を可変する手段があるが、定着装置はある程度の熱容量を有し、瞬時に温度制御することには難点があった。また、画像形成装置のプロセス速度を可変する方式は大いに効果はあったが、画像形成装置の高速化しにくいという難点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
１、写材上の未定着画像を加熱定着する定着装置を転写材上の進行方向に２個有する画像形成装置において、転写材進行方向下流側の定着装置の温度を可変させることにより、未定着画像の光沢度を制御することを特徴とする画像形成装置を用いる。
【００１４】
２、上記画像形成装置が、異なる光沢度および厚み転写材を交互に連続して加熱定着することが可能であることを特徴とする、請求項１記載の画像形成装置を用いる。
【００１５】
３、上記画像形成装置において、定着前に転写材の光沢度および厚みをあらかじめ測定するセンサーを有し、概転写材の光沢度および厚みに応じて上記定着装置の狭圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１、２記載の画像形成装置を用いる。
【００１６】
４、上記画像形成装置において、下流側定着装置の後に定着後の画像の光沢度を測定するセンサーを有し、概定着後の画像の光沢度に応じて転写材進行方向下流側の定着装置の温度を可変させることにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１、２、３記載又は請求項１記載の画像形成装置を用いる。
【００１７】
５、上記画像形成装置において、上流側定着装置の後に定着後の画像の光沢度を測定するセンサーを有し、概定着後の画像の光沢度に応じて転写材進行方向下流側の定着装置の温度を可変させることにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１、２、３、４項記載又は請求項１記載の画像形成装置を用いる。
【００１８】
６、上記画像形成装置において、下流側定着装置は、磁場発生装置と、その磁界発生装置の磁界の作用で電磁誘導発熱する回転体と、前記回転体と相互圧接してニップ部を形成する加熱部材を有し、前記ニップ部で被加熱材を狭持搬送し前記回転体の発熱で被加熱材を加熱定着する定着装置であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５項記載又は請求項１記載の画像形成装置を用いる。
【００１９】
７、上記画像形成装置において、下流側定着装置は、加熱源として面状発熱体と、定着回転体としてフィルム部材を有し、前記フィルムと相互圧接してニップ部を形成する加熱部材を有し、前記ニップ部で被加熱材を狭持搬送し前記回転体の発熱で被加熱材を加熱定着する定着装置であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６項記載又は請求項１記載の画像形成装置を用いる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、転写材上の未定着画像を加熱定着する定着装置を転写材上の進行方向に２個有する画像形成装置において、転写材進行方向下流側の定着装置の温度を可変させることにより、未定着画像の光沢度を制御することができる。
【００２１】
さらには、異なる光沢度および厚みに対して、連続して制御するためには、転写材進行方向下流側の定着装置に誘導加熱定着方式やフィルム加熱定着装置などのように、温度の上昇、冷却が瞬時におこなわれる定着方式を用い、同定着方式の温度を可変させることにより、未定着画像の光沢度を制御することができる。
【００２２】
さらには、定着前に転写材の光沢度および厚みをあらかじめ測定するセンサーを設け、さらには、上流側定着装置の後または下流側定着装置の後に画像の光沢度を測定するセンサーを設け、これらの値を目的の値に調整することを、上記画像形成装置の調整手段により実現することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施例１）
（１）画像形成装置
図１は本発明の画像形成装置の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は,電子写真プロセスを用いた、タンデムタイプのフルカラープリンターである。
【００２４】
各可視像形成ステーションY、M、C、Bは何れも、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体１、帯電装置２、レーザースキャナーやLEDアレイ等の露光装置３,現像装置４、クリーニング装置５等からなる電子写真プロセス機構である。感光体１は矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００２５】
第１の可視像形成ステーションYは感光体１の面にフルカラー画像のイエロー成分のトナー画像を形成する。第２の可視像形成ステーションMは感光体１の面にフルカラー画像のマゼンタ成分のトナー画像を形成する。第３の可視像形成ステーションCは感光体１の面にフルカラー画像のシアン成分のトナー画像を形成する。第４の可視像形成ステーションBは感光体１の面にフルカラー画像のブラック成分のトナー画像を形成する。各可視像形成ステーションにおけるトナー画像の形成原理・プロセスは公知であるからその説明は省略する。
【００２６】
６は複数の支持ローラー７に懸架させて張設した転写ベルトであり、第１〜４の可視像形成ステーションY・M・C・Bの下側に、全可視像形成ステーションに渡らせて配設してある。転写ベルト６は矢印の反時計方向に、感光体１の周速度に対応した周速度で回転駆動される。
【００２７】
８は転写ローラーであり、第１〜４の各可視像形成ステーションY・M・C・Bにおいて、感光体１の下面に対して転写ベルト６を挟んで圧接して転写ニップ部を形成している。９は各転写電極ローラー８に対する転写バイアス印加電源であり、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の電圧を転写バイアスとして所定の制御タイミングで印加する。
【００２８】
１０はシート給送路であり、付図示の給紙機構部から一枚分離給紙された被記録材としての転写材Pを、転写ベルト６の第１の可視像形成ステーションY側の端部に給送する。転写ベルト６は給送された転写材Pを静電的に吸着保持して、あるいはチャックで坦持して第１〜４の可視形成ステーションY・M・C・Bの各転写ニップ部を順次に搬送する。これにより、同一の転写材の面にイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、およびブラックトナー画像が順次に位置合わせ常態で重畳転写されてフルカラートナー画像が合成形成される。
【００２９】
第４の可視像形成ステーションBの転写ニップ部を搬送されて通過した転写材Pは転写ベルト６から分離され、第１の定着装置１１に導入されて未定着画像のトナー画像の第１の過熱定着処理を受けて、次に、第２の定着装置３０に導入され、任意の光沢度に調整される。
【００３０】
（２）第１の定着装置（１１）
図２は第１の定着装置１１の概略構成図である。１２は定着ローラーであり、Siゴムなどの弾性層を有する。特にSiゴムなどの弾性層が必ず必要というわけではないが、弾性層があったほうが性能上好ましい。１４は複数の支持ローラー１５〜１７に懸架され、定着ローラー１２に当接定着ニップ部である狭圧部Nを形成する弾性ベルトであり、ポリイミド樹脂ベルト上に１mm程度のSiゴムなどの弾性部材を積層し、最外層にPTFE、PFAなどの離型層を積層したものである。
【００３１】
本例の定着装置１１において、定着ローラー１２は弾性層を有するφ５０のヒートローラーであり厚さ５mmのアルミ芯金の上に２mmのシリコンゴムを積層し、最外層に、約５０μのPFAチューブを積層したもので、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。１３はこの定着ローラー１２の内空に挿入配設した、熱源としての８００Wのハロゲンランプである。定着ローラー１２はこのハロゲンランプ１３の通電発熱で内側より加熱され、表面温度が不図示の温調回路に入力され、温度検知素子により検知される定着ローラー表面温度が所定の定着温度、本実施例では１８０℃に維持されるようにハロゲンランプ１３に対する通電がｏｎ−ｏｆｆ制御されて温度制御される。
【００３２】
また、定着ベルト１４はφ５０の弾性ベルトで、基材の１００μのポリイミド上に１ｍｍのＳｉゴムを積層し、最外層に約５０μのＰＦＡチューブを積層したもので、第１〜３の３本の支持ローラー１５〜１７に懸架され、定着ローラー１２と狭圧されて定着ニップ部である狭圧部Ｎを形成している。第１の支持ローラー１５は定着ベルト４を挟んで定着ローラー１２に対して所定の押圧力で圧接している。第２の支持ローラー１６は狭圧部Ｎよりも転写材搬送方向上流側において定着ローラー１２から離れて位置している。第３の支持ローラー１７は第１と第２の支持ローラー１５・１６の間に位置してテンションローラーとして機能している。定着ベルト１４は定着ローラー１２の回転に順方向に定着ローラー１２の回転周方向と同じ周速度で回転駆動される。定着ローラー１２の回転に従動回転させてもよい。
【００３３】
未定着画像を坦持した転写材Ｐは上記第１の定着装置１１の定着ローラー１２と定着ベルト１４の定着ニップ部である狭圧部Ｎに導入され、該狭圧部Ｎで狭持搬送されることで、未定着画像が転写材面に定着ローラー１２の熱と狭圧部Ｎの加圧力で加熱定着される。
【００３４】
（３）第２の定着装置（３０）
図３は第２の定着装置３０の概略構成図である。本定着装置は電磁誘導加熱を特徴とする。磁場発生装置は磁性コア３２、励磁コイル３３からなる。磁性コア３２は高透磁率の部材であり、フェライトやパーマアロイ等といったトランスのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは１００ＫＨｚ以上でも損失が少ないフェライトを用いるのがよい。
【００３５】
励磁コイル３３には励磁回路３５が接続されている。この励磁回路３５は２０ＫＨｚから５００Ｈｚの高周波をスイッチング電源で発生できるようになっている。
【００３６】
励磁コイル３３は励磁回路３５から供給される交番電流（高周波電流）によって交番自足を発生する。
【００３７】
３１は定着ローラーで、0.3〜0.7ｍｍ程度の鉄の芯金に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡなどの離型層を積層したものである。
【００３８】
３４は加圧部材としての加圧ローラーで、芯金周りに同心一体にローラー状に成形被覆させた、Ｓｉゴムなどの弾性材料とその最外層にPTFE、PFAなどの離型材料を配している。
【００３９】
本例の定着装置３０において、定着ローラー３１はφ４０のヒートローラーであり、厚み０．５mmの鉄芯金の上に約５０μのPFAチューブを積層したもので、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００４０】
定着ローラー３１の内空に挿入配設した、熱源としての、磁性コア３２、励磁コイル３３は、励磁回路３５からの通電発熱で内側より加熱され、表面温度が不図示の温度検知素子により検知される定着ローラー表面温度が、中央制御装置２０からの指令により所定の任意の温度に調整される。
【００４１】
加圧ローラー３４は、φ３０の弾性ローラーであり、約φ20の中空の鉄芯金の外側に５ｍｍのシリコンゴムが、さらに最外層に約５０μのPFAチューブを積層したものである。
【００４２】
上記定着ローラー３１、加圧ローラー３４は狭圧されて定着ニップ部を約６ｍｍ形成している。
【００４３】
第１の定着装置で一度定着された転写材P上の画像は、この第２の定着装置の定着ニップ部に導入され、狭持搬送されることで、任意の光沢度に制御される。
【００４４】
（４）光沢度の制御
本実施例においては、画像形成装置の不図示の操作部に配設したマニュアルの光沢度選択装置２１の操作により選択した光沢度情報が画像形成装置の中央制御装置２０に入力する。中央制御装置２０には予め設定した光沢度と第２の定着装置の定着温度の制御テーブルを記録させてある。そして、中央制御装置２０は第２の定着装置の励磁回路を制御して、定着ローラー３１の温度が選択した光沢度に対応する温度になるようにする。
【００４５】
本画像形成装置の、画像お光沢度をそれぞれ、６０°法の光沢度計を使用し測定した。１例として、シアンのべた画像の光沢度の値を示すと、従来の第１の定着装置のみで定着した場合はグロス値は１０であったが、第２の加熱装置の定着温度が１６０℃の場合１２、１８０℃の場合１４、２００℃の場合１６であった。すなわちグロスを１０〜１６まで制御することが可能となった。（キヤノン株製、オフィースプランナー６４ｇｓｍ紙使用の場合）
さらに、本実施例では、第１の定着装置として、加圧部がベルトで構成される所謂ベルト定着装置を用いたが、本発明はこれに限定されない。第１の定着装置は図４に示すような、定着ローラー５１と加熱源５２と加圧ローラー５３などで構成される所謂熱圧定着装置５０用できる。
【００４６】
さらに、第２の定着装置として、図５に示すような、定着フィルム５５と面状加熱装置５６と加圧ローラー５７で構成される所謂フィルム定着装置５４を使用しても同様な効果を得ることができる。ここで、第２の定着装置としては、できるだけ、瞬時に温度を上昇、冷却可能なタイプのものが好ましい。
【００４７】
（実施例２）
本実施例はさらに好適な実施例であり、図６に示すように、シート給送路１０に転写材Pの光沢度を測定するための測定装置（センサー）２２を配設してあり、不図示の給送機構部からのシート給送路１０を通して転写ベルト６に給送される、可視粉末（トナー）像が転写される前の転写材Pの光沢度を測定装置２２で測定して、中央制御装置２０に入力する。中央制御装置は第２の定着装置の励磁回路３５の出力値を制御して、定着ローラー３１の温度を制御することにより、通史使用される転写材Pの光沢度に合わせるように調整する。
【００４８】
図７は、中央制御装置２０内に記憶された、制御関数で、実際には最終画像の光沢度は、使用される転写材Pの光沢度に大きく依存し、転写材Pの光沢度と、目的とする最終画像の光沢度にあわせるため、上記関数にしたがって、第２の定着装置の定着ローラー３１の温度を任意に制御することにより、光沢度設定器２１で設定した目的の光沢度を有する画像を得ることが可能となった。
【００４９】
（実施例３）
本実施例はさらに好適な実施例であり、図８に示すように、第２の定着装置３０の転写材出口側に、第２の定着装置３０から出る最終画像の光沢度を測定するため測定装置２３を配設してあり、この測定装置２３による最終画像の光沢度測定結果は中央制御装置２０に入力される。本実施例は、光沢度２１で設定した光沢度と、最終画像の光沢度測定結果の比較がなされ、ズレが有る場合は中央制御装置２０から、第２の定着装置の定着ローラー３１の温度を任意に制御することにより、光沢度設定器２１で設定した光沢度になるように修正制御がなされて目的の光沢度を有する画像を得ることが可能となった。
【００５０】
（実施例４）
本実施例はさらに好適な実施例であり、図９に示すように、第１の定着装置１１の転写材出口側に、第１の定着装置１１から出る最終画像の光沢度を測定するため測定装置２４を配設してあり、この測定装置２４による最終画像の光沢度測定結果は中央制御装置２０に入力される。本実施例は、光沢度２１で設定した光沢度と、最終画像の光沢度測定結果の比較がなされ、ズレが有る場合は中央制御装置２０から、第２の定着装置の定着ローラー３１の温度を任意に制御することにより、光沢度設定器２１で設定した光沢度になるように修正制御がなされて目的の光沢度を有する画像を得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１の画像形成装置概略図。
【図２】実施例１の画像軽視装置の第１の定着装置の説明図。
【図３】実施例１の画像軽視装置の第２の定着装置の説明図。
【図４】実施例１の他の第１の定着装置の説明図。
【図５】実施例１の他の第２の定着装置の説明図。
【図６】実施例２の画像形成装置概略図。
【図７】第２の定着ローラー温度と光沢度の制御関数。
【図８】実施例３の画像形成装置概略図。
【図９】実施例４の画像形成装置概略図。
【図１０】従来の定着装置。
【符号の説明】
【００５２】
Y・M・C・B  第１〜４の可視像形成ステーション
P  転写材
６  転写ベルト
１１  第１の定着装置
１２  定着ローラー
１４  定着ベルト
１５〜１７  支持ローラー
２０  中央制御装置
２１  光沢度設定器
２２  転写材の光沢度測定装置
２３、２４  画像の光沢度測定装置
３０  第２の定着装置
３１  定着ローラー
３２  磁性コア
３３  励磁コイル
３４  加圧ローラー
３５  励磁回路
５０  第１の定着装置別実施例
５４  第２の定着装置別実施例
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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