(57)【要約】【課題】  ロスが少なく、高効率の加熱装置と、これを用いて放熱ロスとなっていた反射板の熱を有効利用し、エネルギ効率を高めた画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像を転写された記録材Ｐを定着装置７０に搬送し、記録材Ｐ上のトナーを電磁波により加熱、溶融させて記録材Ｐに定着させる。定着装置７０は、熱源であるハロゲンヒータ１６からの電磁波を被加熱物であるトナー側に向ける第１反射板１５とこれを囲う第２反射板１７を備える。ハロゲンヒータ１６からの電磁波の一部は第１反射板１５に吸収され、それによって第１反射板１５は昇温していき、第１反射板１５から裏側へも電磁波が放射されるが、放熱ロスにはならずに第２反射板１７で反射され、再びシート部材１４方向に向かい、シート部材１４の加熱に利用される。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を放射する熱源と、加熱領域に電磁波が通過する開口部を備えるとともに前記熱源を囲うように配置した反射板とを有し、該反射板が前記熱源からの電磁波を被加熱物方向へ向け、前記熱源からの電磁波により前記被加熱物を加熱する加熱装置において、前記反射板の熱を前記被加熱物へ輸送する熱輸送手段を備えることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
電磁波を放射する熱源と、加熱領域に電磁波が通過する開口部を備えるとともに前記熱源を囲うように配置した反射板とを有し、該反射板が前記熱源からの電磁波を被加熱物方向へ向け、前記熱源からの電磁波により前記被加熱物を、該被加熱物の外側から加熱する加熱装置において、前記反射板の熱を前記被加熱物へ輸送する熱輸送手段を備えることを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
請求項１または２の加熱装置において、前記熱輸送手段が、前記熱源及び前記反射板を囲うように配置した第２の反射板であることを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
請求項１または２の加熱装置において、前記熱輸送手段がヒートパイプであることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
請求項１または２の加熱装置において、前記熱輸送手段が前記反射板の熱で加熱された空気をファンによって前記被加熱物に送る手段であることを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
請求項１または２の加熱装置において、前記熱輸送手段が前記反射板の熱を熱電変換素子により電気エネルギに変換し、該電気エネルギにより第２の熱源を駆動するものであることを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかの加熱装置において、前記反射板の前記被加熱物に対向しない面が高反射率処理してあることを特徴とする加熱装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかの加熱装置において、前記反射板の前記被加熱物に対向しない面が低放射率処理してあることを特徴とする加熱装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかの加熱装置において、前記反射板の被加熱物に対向する面の少なくとも一部が高放射率処理してあることを特徴とする加熱装置。
【請求項１０】
被加熱物がシート部材であり、該シート部材を搬送する搬送ベルトを有し、該搬送ベルトと対向する位置に請求項１ないし９のいずれかの加熱装置を配し、前記搬送ベルトの動作を検知する検知手段からの信号により、前記搬送ベルトが停止している時には前記加熱源をオフとする制御手段を有することを特徴とするシート部材加熱装置。
【請求項１１】
被加熱物が回転体であり、該回転体の外周部に対向した位置に請求項１ないし９のいずれかの加熱装置を配し、前記回転体の動作を検知する検知手段からの信号により、前記回転体が停止している時には前記加熱装置をオフとする制御手段を有することを特徴とする回転体加熱装置。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれかの加熱装置を用いてトナー画像を記録材上に定着することを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１ないし９のいずれかの加熱装置または請求項１０のシート部材加熱装置あるいは請求項１１の回転体加熱装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１２の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４の画像形成装置において、使用するトナーが、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有し、離型剤成分が樹脂中に島状に分散され、離型剤の平均分散粒径が０．１〜１．０μｍであることを特徴とする画像形成装置。    
【請求項１６】
請求項１３または１４の画像形成装置において、使用するトナーが、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有し、重量平均粒径（Ｄ４）が２．５〜５．０μｍ、平均円形度が０．９５〜０．９９であることを特徴とする画像形成装置。    
【請求項１７】
請求項１３または１４の画像形成装置において、使用するトナーが、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有し、前記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、また前記離型剤として酸価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種含有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を放射する熱源を用いた加熱装置に関し、反射板の熱を有効に利用できるようにしたものに関する。またこの加熱装置を用いてトナー画像を記録材上に定着する定着装置や、この定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁波を放射する熱源としてはハロゲンヒータ、セラミックスヒータ、カーボンヒータまたはフラッシュランプ等を使用するのが一般的である。熱源からの電磁波は全方向に放射するので、電磁波を被加熱物方向に向けるために反射板を用いる。反射板の電磁波の反射率が１００％であれば熱源のエネルギをすべて被加熱物に供給することができるが、高反射率と言われるものでも反射率は９５％程度であることが多く、また熱源が放射する電磁波の全波長域において高反射率であるものは、本願発明者の知るところでは存在していない。反射しない残りの数％の電磁波は反射板に吸収され、吸収されたエネルギは反射板の温度上昇に寄与し、周囲に放熱されて熱エネルギのロスになる。図１はこのような熱エネルギのロスが生じている状態を示す。図中１は熱源、２は反射板、３は被加熱物である。
【０００３】
ところで、複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの少なくとも１つの機能を備えた複合機等として構成する画像形成装置の定着プロセスとしては、加熱または加熱と圧力によりトナーを溶融し、溶融したトナーを記録材上に定着させる方式が一般的である。最も広く用いられているのは熱ローラ方式で、内部にヒータ等の熱源を有する定着ローラと加圧ローラの圧接によりニップを形成し、ローラ対の回転により記録材を搬送し、トナー像を定着させるものである。
【０００４】
このような定着方式に用いるローラは、金属芯金上に弾性層及び離型層を積層したもので、熱容量が比較的大きいため、室温から設定温度まで加熱するのに掛かる昇温時間が長くなる。昇温時間を短縮することは省エネルギのために重要であり、芯金や弾性層を薄肉化することで装置を低熱容量にでき、立ち上がり時間をかなり短縮することが可能である。
【０００５】
しかし、立ち上がり時間は短縮できるものの、熱源が内部にあるために定着ローラの内面から表面まで熱伝導で熱が伝わるのに時間のロスがある。特に十分な厚さの弾性層が必要なカラー画像の定着装置においてはこの時間のロスが大きくなる。このため昇温時間の遅れや、通紙時の定着ローラの温度低下からの復帰に時間が掛かり、連続通紙時に定着部材の温度が下がるので、定着性が悪くなる等の問題がある。
【０００６】
この問題に対するトナーによる改善として、定着性能と耐ホットオフセット性能の両立を図るために、今日までバインダー樹脂を中心にさまざまな研究がなされてきた。低粘度樹脂と、高粘度樹脂の組合せによる低温定着とホットオフセットの両立、バインダー樹脂の分子量分布を広げ、相反する定着性及びホットオフセットのバランスを最適化するなど多数あるが、相反する特性はこの２つだけではなく低分子量成分が大きく影響する耐熱保存性をも満足させなければならない。  
【０００７】
これらは分子量分布による効果や低分子量オレフィンによる効果で低温定着や耐熱保存性は向上するものの、昨今の省エネルギ化や低電力化に対してはいまだ十分でなく、さらなる改善が望まれている。特に、低温定着性を上げるには、バインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）や分子量を低くすることが要求されるが、ホットオフセットや保存性とのバランスを考えるとこれらすべてを満足させるトナーの開発は難しいものがある。
【０００８】
この問題点についての装置側の対策として、電磁波を放射する熱源と反射板を有する加熱装置を用い、被加熱物を外側から加熱する定着装置、システムが数多く提案されている。例えば定着ローラの表面側に熱源を配置し、定着部材表面を直接加熱する外部加熱方式や、輻射熱源により直接記録材上のトナーを加熱するシステム、または輻射加熱と熱ローラ方式を組み合わせたものや転写定着部材上のトナーを輻射加熱で溶融状態にし、ニップで記録材に転写定着するもの等がある。これらのシステムは内部からの加熱のように熱伝導による時間的ロスがないので昇温時間や復帰時間を短くすることができるが、反射板に関わる熱エネルギのロスについての考慮がなされていない。
【０００９】
この点については、例えば、発熱体近傍の反射部材とベルトガイド内面の反射部材により、定着部に光線を集中させるもの（例えば特許文献１参照）や、定着熱をファン、ダクトにより定着部に通し、定着エネルギとして利用するもの（例えば特許文献２参照）等がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平０７−２８７４６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが特許文献１に開示されている技術のように内部からの加熱では、光吸収層で発熱し、熱伝導層を通して離型層を加熱するという熱伝導による時間的ロスがある。この点は、離型層の下に弾性層が必要となるカラー画像形成装置の場合は、熱伝導による時間的ロスがかなり大きくなる。また特許文献２では、空気流と反射板により熱を内部に閉じ込めて効率を上げるようにしているが、反射板から外の空気へ逃げてしまう熱については考慮されていない。
【００１２】
本発明は、上記従来の点について考慮し、電磁波を放射する熱源と反射板を用いた、ロスの少ない高効率の加熱装置、この加熱装置を備える定着装置や画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１に係る加熱装置は、電磁波を放射する熱源と、加熱領域に電磁波が通過する開口部を備えるとともに前記熱源を囲うように配置した反射板とを有し、該反射板が前記熱源からの電磁波を被加熱物方向へ向け、前記熱源からの電磁波により前記被加熱物を加熱する加熱装置において、前記反射板の熱を前記被加熱物へ輸送する熱輸送手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
同請求項２に係るものは、電磁波を放射する熱源と、加熱領域に電磁波が通過する開口部を備えるとともに前記熱源を囲うように配置した反射板とを有し、該反射板が前記熱源からの電磁波を被加熱物方向へ向け、前記熱源からの電磁波により前記被加熱物を、該被加熱物の外側から加熱する加熱装置において、前記反射板の熱を前記被加熱物へ輸送する熱輸送手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
同請求項３に係るものは、請求項１または２の加熱装置において、前記熱輸送手段が、前記熱源及び前記反射板を囲うように配置した第２の反射板であることを特徴とする。
【００１６】
同請求項４に係るものは、請求項１または２の加熱装置において、前記熱輸送手段がヒートパイプであることを特徴とする。
【００１７】
同請求項５に係るものは、請求項１または２の加熱装置において、前記熱輸送手段が前記反射板の熱で加熱された空気をファンによって前記被加熱物に送る手段であることを特徴とする。
【００１８】
同請求項６に係るものは、請求項１または２の加熱装置において、前記熱輸送手段が前記反射板の熱を熱電変換素子により電気エネルギに変換し、該電気エネルギにより第２の熱源を駆動するものであることを特徴とする。
【００１９】
同請求項７に係るものは、請求項１ないし６のいずれかの加熱装置において、前記反射板の前記被加熱物に対向しない面が高反射率処理してあることを特徴とする。
【００２０】
同請求項８に係るものは、請求項１ないし６のいずれかの加熱装置において、前記反射板の前記被加熱物に対向しない面が低放射率処理してあることを特徴とする。
【００２１】
同請求項９に係るものは、請求項１ないし８のいずれかの加熱装置において、前記反射板の被加熱物に対向する面の少なくとも一部が高放射率処理してあることを特徴とする。
【００２２】
同請求項１０に係るシート部材加熱装置は、被加熱物がシート部材であり、該シート部材を搬送する搬送ベルトを有し、該搬送ベルトと対向する位置に請求項１ないし９のいずれかの加熱装置を配し、前記搬送ベルトの動作を検知する検知手段からの信号により、前記搬送ベルトが停止している時には前記加熱装置をオフとする制御手段を有することを特徴とする。
【００２３】
同請求項１１に係る回転体加熱装置は、被加熱物が回転体であり、該回転体の外周部に対向した位置に請求項１ないし９のいずれかの加熱装置を配し、前記回転体の動作を検知する検知手段からの信号により、前記回転体が停止している時には前記加熱装置をオフとする制御手段を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１２に係る定着装置は、請求項１ないし９のいずれかの加熱装置を用いてトナー画像を記録材上に定着することを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１３に係る画像形成装置は、請求項１ないし１１のいずれかの加熱装置を備えることを特徴とする。
【００２６】
同請求項１４に係るものは、請求項１２の定着装置を備えることを特徴とする。
【００２７】
同請求項１５に係るものは、請求項１３または１４の画像形成装置において、使用するトナーが、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有し、離型剤成分が樹脂中に島状に分散され、離型剤の平均分散粒径が０．１〜１．０μｍであることを特徴とする。  
【００２８】
同請求項１６に係るものは、請求項１３または１４の画像形成装置において、使用するトナーが、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有し、重量平均粒径（Ｄ４）が２．５〜５．０μｍ、平均円形度が０．９５〜０．９９であることを特徴とする。  
【００２９】
同請求項１７に係るものは、請求項１３または１４の画像形成装置において、使用するトナーが、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有し、前記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、また前記離型剤として酸価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種含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は電磁波を放射する熱源と反射板を用いてロスが少なく、高効率の加熱装置を実現できる。
【００３１】
また本発明の加熱装置を用いた画像形成装置は、トナー画像を直接あるいは定着部材を表面側から電磁波で加熱して昇温時間を短くでき、また従来は放熱ロスとなっていた反射板の熱を有効利用しているのでエネルギ効率の高い装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明するが、まず、図２により本発明の概念を説明する。
図２に示すように、本発明に係る加熱装置は、輻射熱源１を焦点に位置させて放物形状の反射板２が被加熱物３側に開口部２ａを向けて配置してある。熱源１からの電磁波は、一部は直接被加熱物３に、一部は反射板２で反射して平行光となって被加熱物３に到達する。これにより電磁波は略均一の強度で被加熱物３を加熱できる。
【００３３】
反射板２の反射面は電磁波の反射効率の良いもの、特に赤外領域での反射率が高いものが望ましく、蒸着やメッキで反射率の高い金属である金、銀やアルミ等の反射層を形成したものを使用することが好ましい。
【００３４】
しかしながら、どのような素材を用いても反射率は１００％ではないので、反射板２は熱源１からの電磁波の一部を吸収して徐々に昇温していく。従来はこの昇温分のエネルギは放熱ロスとなっていたが、本発明では熱輸送手段４によりこのエネルギを被加熱物３に輸送することで加熱効率を高くする。
【００３５】
以下、熱輸送手段を備えた本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００３６】
図３は本発明に係る加熱装置の第１実施例であるシート部材加熱装置の断面図である。シート部材搬送装置１０は、２本のローラ１１、１２に巻き回した搬送ベルト１３で構成してある。シート部材１４は、図示しない静電あるいはエア吸着装置により搬送ベルト１３に吸着した状態で搬送させる。搬送されるシート部材１４に対向させて放物形状の第１反射板１５を配置し、この第１反射板１５の焦点にハロゲンヒータ１６を配置してある。第１反射板１５の外側には、一回り大きいサイズの第２反射板１７を、第１反射板１５を外側から囲うように配置してある。ハロゲンヒータ１６からの電磁波の一部は第１反射板１５に吸収され、それによって第１反射板１５は昇温していく。第１反射板１５の温度が高くなると、第１反射板１５から裏側（外側）へも電磁波が放射されるが、放熱ロスにはならずに第２反射板１７で反射され、再びシート部材１４方向に向けられ、シート部材１４の加熱に利用される。
【００３７】
第１、第２反射板１５、１７は、凹面（熱源側）、凸面（熱源と反対側）の両面をアルミ蒸着による高反射率（低放射率）処理することで、凹面の電磁波吸収を少なくすると同時に、凸面からの電磁波放射を少なくすることができるようにしてある。また、搬送ベルト１３の動作をローラ１１に対して設けた回転検知手段１８により検知し、搬送ベルト１３の停止時にはハロゲンヒータ１６がオフになるように制御する。そのための制御に用いるヒータ制御装置１９には適宜公知のものを用いればよいので、図示及び詳細な説明は省略する。
【実施例２】
【００３８】
図４は本発明に係る加熱装置の第２実施例である他のシート部材加熱装置の断面図である。シート部材１４、搬送ベルト１３、回転検知手段１８とヒータ制御装置１９、熱源１６及び第１反射板１５は前記実施例１と同じ構成であるので重複する説明並びに共通する作用の説明は省略する。
【００３９】
この実施例では、第１反射板１５の凸面にヒートパイプ２０の一端を密着させて取り付けてある。ヒートパイプ２０の他端は、搬送ベルト１３の内側に密着し、搬送ベルト１３を介してシート部材１４を裏面から加熱している。図においてはヒートパイプ２０の高温部（反射板）が上で、低温部（搬送ベルト１３内側）が下になっているが、装置構成上可能ならば高温部が下になった方がヒートパイプ２０の熱輸送効率は高くなる。
【実施例３】
【００４０】
図５は本発明に係る加熱装置の第３実施例である回転体加熱装置の断面図である。被加熱物である中空回転体２１の外周に対向し、放物形状の反射板２２を配し、反射板２２の焦点にハロゲンヒータ１６を配置してある。反射板２２は中空構造になっており、ファン２３によって反射板２２内の空気を被加熱物である中空回転体２１の内部に送り込む。反射板２２は、熱源１６からの電磁波吸収により昇温するが、ファン２３による強制対流で反射板２２の熱を中空回転体２１に輸送し、中空回転体２１を内部から加熱する。また、中空回転体２１の動作は回転検知手段１８により検知し、中空回転体２１の停止時にはハロゲンヒータ１６がオフになるようにヒータ制御装置１９で制御する。
【実施例４】
【００４１】
図６は本発明に係る加熱装置の第４実施例である他の回転体加熱装置の断面図である。被加熱物である中空回転体２１、回転検知手段１８とヒータ制御装置１９、熱源１６については前記実施例１、３と同じ構成であるので重複する説明並びに共通する作用の説明は省略する。
【００４２】
本実施例では、熱源１６を囲う放物形状の反射板２５の凸面側に温度差を電気エネルギに変換する熱電変換素子２６が設けてあり、反射板２５の温度と環境温度の温度差を利用し、ゼーベック効果により電気エネルギに変換することができるようになっている。この電気エネルギにより中空回転体２１の内部に配置した補助ヒータ２７に通電することで、中空回転体２１を内部から加熱できる。補助ヒータ２７は回転体外部に設けてもよく、また熱電変換素子２６によって得られた電気エネルギを一時的に蓄電装置（図示せず）に蓄えて、室温からの昇温時等必要に応じてヒータに通電しても良い。蓄電装置には適宜公知のものを採用すればよい。
【００４３】
なお以上の実施例においては、熱輸送手段として第２反射板１７及びヒートパイプ２０については被加熱物としてシート部材１４を、ファン２３及び熱電変換素子２６については被加熱物を中空回転体２１とした組み合わせで説明したが、第２反射板１７及びヒートパイプ２０と中空回転体２１、ファン２３及び熱電変換素子２６とシート部材１４の組み合わせでも加熱効率を向上させ得ることはもちろんであり、本発明が図示した組み合わせに限定されることはない。
【００４４】
また、上述した各種反射板の表面は、凹面、凸面ともに高反射率処理してあることが望ましいと説明したが、反射板の一部を黒体塗料を塗装する等の低反射率（高放射率）処理をしても良い。
【００４５】
例えば図７に示すようなパターンが考えられる。図７（Ａ）のように、反射板３０の、熱源３１からは死角であり、かつ被加熱物に対向する面に位置する部位３０ａを高放射率処理すると、熱源３１からの電磁波が当たる面は高反射率のために吸収量は少ないが、反射板３０から放射される電磁波は高放射率部分からより強く放射するので、被加熱物へより効率よくエネルギを伝えることができる。反射板から放射される電磁波はハロゲンヒータ１６からの電磁波と比べて遠赤外寄りの波長の電磁波なので、有機物等の加熱には効率がよい。
【００４６】
図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は遠赤外線の効果をより高めたもので、（Ｂ）、（Ｃ）の反射板３０は熱源３１からの電磁波の当たる面の一部３０ｂ、３０ｃを、（Ｄ）の反射板は全面３０ｄを高放射率処理したものである。図７（Ａ）に比べ、熱源３１からの電磁波が直接当たる面で積極的に吸収し、反射板３０から放射される遠赤外線のエネルギの割合が多くなる。被加熱物の電磁波吸収効率の波長依存性に応じて、反射板３０の高放射率処理面の比率を変えることで、熱源３１からの直接の近赤外の電磁波と反射板３０からの遠赤外の電磁波の強度比を変えるようにしても良い。
【実施例５】
【００４７】
図８は、本発明の加熱装置を用いた画像形成装置の一実施例としてのタンデム型のカラー複写機を示す。以下にその構成及び動作の概要を説明する。図示のカラー複写機は、装置本体（図示せず）の中央部に位置する画像形成部５０と、この画像形成部５０の図中右方に位置する給紙部５１と、画像形成部５０の上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
【００４８】
画像形成部５０には、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト５２が配置してあり、この中間転写ベルト５２の上面には、画像を形成するための構成が設けてある。すなわち、画像を形成する４種のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、黒）による像を担持可能な像担持体として感光体５３（図ではトナーの色に合わせて５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋとして示してあるが、本説明では特に必要がなければ単に符号５３で示す。）が中間転写ベルト５２の転写面に沿って並置してある。
【００４９】
各感光体５３はそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成してあり、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置（帯電ローラ）５４、光書き込み手段としての書き込み装置５５、現像装置５６、１次転写装置（１次転写ローラ）５７、及びクリーニング装置５８が配置してあり、各現像装置５６には、それぞれの色のトナーが収容してある。
【００５０】
中間転写ベルト５２は、駆動ローラ５９、２次転写ローラ対６０及び支持ローラ６１に掛け回して感光体５３との対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。駆動ローラ５９と対向する位置には、中間転写ベルト５２の表面をクリーニングするクリーニング装置６２が設けてある。
【００５１】
次に本装置の動作を説明する。まず、感光体５３の表面を帯電装置５４により一様に帯電させ、図示しない画像読取部からの画像情報に基づいて感光体５３上に静電潜像を形成する。この静電潜像は、トナーを収容した現像装置５６によりトナー像として可視像化し、このトナー像を、所定のバイアスが印加される１次転写装置５７により中間転写ベルト５２上に１次転写する。各色のトナーの感光体５３で同様の画像形成を行い、それぞれのトナー像を中間転写ベルト５２上に順次転写して重ね合わせる。
【００５２】
転写を終えた感光体５３上に残留しているトナーは、クリーニング装置５８により除去し、また転写後、図示しない除電ランプにより感光体５３の電位を初期化し、次の作像工程に備える。
【００５３】
各感光体５３を備えた作像部は、単一色もしくは複数色の画像形成モードに応じて選択使用するもので、選択された画像形成モードに対応した作像部が上述した作像工程を実施する。
【００５４】
給紙部５１は、記録媒体としてのシート部材、用紙等の記録材を積載収容する給紙トレイ６３と、この給紙トレイ６３内の記録材Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ６４と、給紙された記録材Ｐを搬送する搬送ローラ対６５と、記録材Ｐを一旦停止させ、斜めずれを修正した後、中間転写ベルト５２上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップに向けて送り出すレジストローラ対６６を有している。６７は搬送ガイドである。
【００５５】
感光体５３から中間転写ベルト５２上に１次転写されたトナー像（以下、単にトナーともいう）は、図示しないバイアス印加手段により２次転写ローラ対６０に印加されるバイアス（ＡＣ、パルス等の重畳を含む）により搬送される記録材Ｐに対して静電的に２次転写される。
【００５６】
画像を転写された記録材Ｐは搬送ガイド６７を通り、定着装置７０に搬送され、記録材Ｐ上のトナーは熱源からの電磁波により加熱され、溶融して記録材Ｐに定着する。定着装置７０は、図３で示した実施例１で説明した加熱装置を用いており、熱源としてのハロゲンヒータ１６と、ハロゲンヒータ１６からの電磁波の方向を被加熱物であるトナー側に向ける第１反射板１５とこの第１反射板１５を囲う第２反射板１７、及びトナー画像が形成された記録材Ｐを搬送する搬送ベルト１３で構成してある。
【００５７】
このような輻射熱源を用いた画像形成装置では、ジャム、巻きつきにより記録材Ｐが熱源に接触すると、瞬時に発煙、発火してしまう恐れがあるが、ハロゲンヒータ１６と被加熱物である記録材Ｐの間に記録材Ｐの進入を妨げる遮断部材を設けておくと、接触を防止することができる。遮断部材としては輻射熱源の電磁波、特に赤外領域を遮断しないものが望ましく、石英ガラス、ＰＦＡフィルム等で第１反射板１５の開口１５ａ全面を覆うか、またはワイヤーやメッシュ等で必要部分だけをガードしても良い。
【００５８】
なお、反射板１５、１７の先端と被加熱物である記録材Ｐの隙間は電磁波の漏れが少なくなるようにできるだけ狭く、かつトナー画像の擦れが発生しないように設定することが望ましい。また記録材Ｐは搬送ベルト１３に静電またはエアー等で吸着すると、浮きが発生せず、擦れを防止することができる。さらに、反射板１５、１７の軸方向（図の紙面垂直方向）の端部には電磁波の漏れがないように、ハロゲンヒータ１６の位置以外を覆うように反射板（図示せず）を設けるとよい。
【００５９】
図９は本発明の加熱装置を用いた画像形成装置の他の実施例としてのタンデム型のカラー複写機を示す。定着装置８０以外は、図８の装置と同じ構成である。
【００６０】
定着装置８０は、図４で示した実施例２で説明した加熱装置で第１定着部８１を構成してあり、その記録材Ｐの搬送方向下流に熱ローラ方式の第２定着部８２が配置してある。この実施例では、第１定着部８１における輻射熱だけではなく、第２定着部８２を構成する定着ローラ８３、加圧ローラ８４による加熱、加圧により、光沢のある画像を得ることができるようになっている。また輻射による予熱を行っているので、通常の熱ローラ定着装置と比べると第２定着部８２における定着の設定温度を低くすることができ、省エネルギ化も図れる。
【００６１】
図１０は、本発明の加熱装置を用いた画像形成装置のさらに他の実施例としてのタンデム型のカラー複写機を示す。定着装置８５以外は、図８の装置と同じ構成である。
【００６２】
定着装置８５は、図５で示した実施例３で説明した加熱装置を用いており、実施例３の被加熱物である中空回転体２１が定着ローラ８６になっている。そして、定着ローラ８６とこれに圧接する加圧ローラ８７とでニップを形成し、記録材Ｐを搬送することでトナー画像を定着させている。実施例３で説明した加熱装置を用いて定着ローラ８６を表面側から加熱し、かつ反射板２２の熱を有効に利用しているので、定着装置としての昇温時間を短くすることができるようになっている。
【００６３】
図１１は、本発明の加熱装置を用いた画像形成装置のまたさらに他の実施例としての転写定着方式の画像形成装置を示す。定着装置９０には、図６で示した実施例４で説明した加熱装置を用いている。この画像形成装置では、トナー画像は中間転写ベルト５２上にイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、黒トナーの順で積層させる。形成されたトナー画像は、中間転写ベルト５２上に設置された定着装置９０からの電磁波により加熱され溶融状態になり、中間転写ベルト５２がそのまま定着ベルトとなり、２次転写ローラ対６０をなす定着ローラ９１（図６の例の中空回転体２１に相当する）と加圧ローラ９２とのニップで記録材Ｐに熱転写される。輻射熱源に加えて定着ローラ９１内にもヒータを配置し、中間転写ベルト（定着ベルト）５２側からも加熱する構成としても良い。
【００６４】
図１２は、本発明の加熱装置を用いた他の転写定着方式を採用した画像形成装置の実施例を示す。定着装置９５には、図３で示した実施例１で説明した加熱装置を用いている。この画像形成装置では、中間転写ベルト５２上に黒トナー、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーの順で積層し、中間転写ベルト５２から定着ベルト９６に転写する。形成されたトナー画像は定着ローラ９１上で実施例１の加熱装置の輻射熱源により加熱して溶融状態とし、加圧ローラ９２とのニップで記録材Ｐに熱転写する。輻射熱源に加えて定着ローラ９１内にもヒータを配置しても良い。中間転写ベルト５２は定着ベルト９６の加熱部分とは反対側で接触しているので、中間転写ベルト５２や感光体５３等に熱が伝わらず、温度上昇することがない。
【００６５】
本発明に用いられるトナーは、特に少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有するトナーであって、離型剤成分が結着樹脂中に島状に分散され、離型剤の平均分散粒径が０．１〜１．０μｍであること特徴とする。  
【００６６】
また、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を含有し、重量平均粒径（Ｄ４）が２．５〜５．０μｍ、平均円形度が０．９５〜０．９９であることを特徴とする。  
【００６７】
また、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有し、前記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、また前記離型剤として酸価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種含有することを特徴とする。  
【００６８】
本発明の画像形成装置は、熱効率が高く、低消費電力といった優れた点があるが、特に、前記記載のトナーを用いることにより、トナーの低温定着性が向上し、更なる省エネルギ化が可能になるとともに、トナーの離型性が更に向上し、転写紙の分離性が良好になり、転写紙の巻き付きが改善する事が明らかになった。  
【００６９】
すなわち、本発明の定着装置に対して、用いるトナーは、離型剤成分が結着樹脂中に島状に分散され、離型剤の平均分散粒径が０．１〜１．０μｍであることから、定着時に適量の離型剤がトナー表面に染み出して、耐オフセット性が優れる。離型剤を必要な大きさに分散させる方法として、樹脂とＷＡＸの相溶性を考慮した選択及び、離型剤の分散助剤も使用でき、離型剤分散剤の量においても制御できる。  
【００７０】
本発明において、トナー中の全成分中の離型剤の量は、微粒子化された離型剤の平均分散径にも依存するが、通常２重量％〜１０重量％が適当で、２重量％を下回ると、所望するホットオフセット性が得られず、１０重量％を超えると、現像性や転写性が低下し、感光体や帯電付与部材へのフィルミングか顕著になるため、いずれも好ましくない。  
【００７１】
また、本発明の範囲よりもトナーの重量平均粒子径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させ、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。  
【００７２】
逆に、トナーの粒子径が本発明の範囲よりも大きい場合には、転写紙上のトナー層が不均一となり、トナーの離型性が悪化し、転写紙の分離性が不十分になる場合があることが明らかとなった。  
【００７３】
また、トナーの形状と定着時の離型性についての検討を行った結果、トナーの粒径の要因に加え、トナーの平均円形度は０．９５〜０．９９であることが好ましく、０．９５よりも小さい場合には、転写紙上のトナー層が不均一になり、トナーの離型性が悪化し、転写紙の分離性が不十分になる場合があることが明らかとなった。０．９９より大きい場合には、転写時にトナーが散りやすく、画像上に問題が発生する場合がある。  
【００７４】
本発明のベルトタイプ定着装置に対して、用いるトナーの結着樹脂として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用いることで、定着性と、十分な耐オフセット性が優れる。  
【００７５】
また、本発明に用いられる離型剤は、前記ポリエステル樹脂に適度な分散性を示し、定着時に十分な離型性を示す。すなわち、離型剤がポリエステル樹脂に相溶し、定着時に十分な離型剤の染み出しが得られず、離型性が悪化するといった現象が無く、また逆に、ポリエステル樹脂への分散不良によって、トナーの中に存在せず、安定した定着時離型性が得られないといった現象が発生しない。  
【００７６】
なお１／２流出温度が１１０℃未満ではトナーのブロッキング性が悪化し、オフセット性が悪化する場合があり、また、１／２流出温度が１４５℃より高い場合には、トナーの定着性が不十分となる場合がある。  
【００７７】
ＴＥＭでの離型剤分散粒径測定について説明する。本発明においては、離型剤の最大方向の粒径をもって離型剤分散径とした。具体的には、トナーをエポキシ樹脂に包埋して約１００ｎｍに超薄切片化し、四酸化ルテニウムにより染色した後、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により倍率１００００〜５００００倍で観察を行い、写真を撮影し、この写真を画像評価することにより、５０点の離型剤の分散状態を観察し分散径を測定し平均した。以下、特性測定方法について説明する。  
【００７８】
＜トナーの粒径（重量平均粒径（Ｄ４）＞  まずトナーの重量平均粒径は、コールターエレクトロニクス社製のコールターカウンターモデルＴＡ−IIにて測定した。この測定装置を用い、個数分布、重量分布を出力するインターフェイス（日科機バイオス株式会社製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（日本電気株式会社製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフオン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加え、超音波分散器で約１〜３分にわたり分散処理を行う。別のビーカーに電解水溶液１００〜２００ｍｌを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、懸濁液を作成する。この懸濁液を用いて、前記コールターカウンターＴＡII型によりアパーチャーとして５０μｍアパーチヤーを用いて個数を基準として２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し、１．５８〜４９．１８μｍの粒子の重量分布と個数分布を算出し、重量分布から求めた重量基準の重量平均粒径（Ｄ４：各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする）を求めた。  
【００７９】
＜円形度の計測方法＞  つぎに、粒子を含む懸濁液（上記トナーの粒径の測定において作成したものと同じものを使用）を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し解析する光学的検知帯の手法を用いた。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤のアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状を測定することにより行った。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】従来の輻射加熱装置の断面図
【図２】本発明の概念図
【図３】本発明の第１実施例における加熱装置の断面図
【図４】本発明の第２実施例における加熱装置の断面図
【図５】本発明の第３実施例における加熱装置の断面図
【図６】本発明の第４実施例における加熱装置の断面図
【図７】反射板表面の放射率の分布の図
【図８】本発明の加熱装置を用いた画像形成装置の断面図
【図９】本発明の加熱装置を用いた画像形成装置の断面図
【図１０】本発明の加熱装置を用いた画像形成装置の断面図
【図１１】本発明の加熱装置を用いた画像形成装置の断面図
【図１２】本発明の加熱装置を用いた画像形成装置の断面図
【符号の説明】
【００８１】
１：熱源
２：反射板
３：被加熱物
１０：シート部材搬送装置
１１、１２：ローラ
１３：搬送ベルト
１４：シート部材
１５：第１反射板
１５ａ：第１反射板の開口
１６：ハロゲンヒータ
１７：第２反射板
１８：回転検知手段
１９：ヒータ制御装置
２０：ヒートパイプ
２１：中空回転体
２２：反射板
２３：ファン
２５：反射板
２６：熱電変換素子
２７：補助ヒータ
３０：反射板
３１：熱源
５０：画像形成部
５１：給紙部
５２：中間転写ベルト
５３：感光体
５４：帯電装置
５５：書き込み装置
５６：現像装置
５７：１次転写装置
５８：クリーニング装置
５９：駆動ローラ
６０：２次転写ローラ対
６１：支持ローラ
６２：クリーニング装置
６３：給紙トレイ
６４：給紙コロ
６５：搬送ローラ対
６６：レジストローラ対
６７：搬送ガイド
７０：定着装置
８０：定着装置
８１：第１定着部
８２：第２定着部
８３：定着ローラ
８４：加圧ローラ
８５：定着装置
８６：定着ローラ
８７：加圧ローラ
９０：定着装置
９１：定着ローラ
９２：加圧ローラ
９５：定着装置
９６：定着ベルト
Ｐ：記録材
【図１】
2006324225.tif 000003
【図２】
2006324225.tif 000004
【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】
2006324225.tif 000009
【図８】
2006324225.tif 000010
【図９】
2006324225.tif 000011
【図１０】
2006324225.tif 000012
【図１１】
2006324225.tif 000013
【図１２】
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