(57)【要約】【課題】本発明の目的は、高速性及びコンパクト性を損ねることなく、前回の周回で転写材に熱が奪われた定着ベルトの位置と熱が奪われなった定着ベルトの位置との温度差を縮小して光沢段差を解消可能にする定着装置、及び定着装置を用いた画像形成装置を提供すること。【解決手段】前回の周回における前ニップ部で転写材と接触した前記定着ベルトの位置に対し選択的にエネルギーを照射するエネルギー照射手段することによって、定着ベルトの転写材対面位置と転写材非対面位置との温度差を縮小し光沢段差の生じない定着装置、及び当該定着装置を用いた画像形成装置の提供を可能にする。【選択図】図２
2011059152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端の定着ベルトと、前記定着ベルトを回動可能に張架する複数のローラと、前記定着ベルトを熱伝導により加熱する加熱部材と、前記定着ベルトを挟み前記複数のローラの一方に圧接しニップ部を形成する加圧ローラとを有し、搬入された転写材を前記ニップ部で前記定着ベルトの表面に圧接して前記転写材上のトナー像に定着する定着装置において、
前回の周回において前記ニップ部で転写材に接触した前記定着ベルトの位置に対し選択的にエネルギーを照射するエネルギー照射手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記エネルギー照射手段によって前記定着ベルトに照射されるエネルギーの大きさが前記定着ベルトの回動方向に傾斜的に低下する、あるいは傾斜的に増大することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記エネルギー照射手段はエネルギーを放射する放射源を有し、前記放射源を複数の異なるタイミングで点灯させることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記エネルギー照射手段によってエネルギーが照射される前記定着ベルトの位置が、前記加熱部材から前記ニップ部に至る間に位置することを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
転写材上にトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部から搬入された転写材を定着処理する請求項１から４までの何れか１項に記載の定着装置とを備え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、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成に用いられる定着ベルトを備えるベルト定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、プリンタ、ＦＡＸ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として、弾性層を有して所定の温度に維持された定着ゴムローラと、定着ゴムローラに圧接し、弾性層を有する加圧ゴムローラとによって、未定着のトナー画像が形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ定着方式が多用されている。
【０００３】
この種の装置では、定着ゴムローラの熱抵抗や熱容量が大きいため、ウォーミングアップ時間（ＷＵＴ）が長くなると共に、弾性層内側の温度が高くなり、定着ゴムローラの寿命を短くしていた。一方、上記の定着ゴムローラの代わりにハードローラを用いる場合は、カラー画像の形成において転写材（記録紙）やトナー層の凹凸に応じた光沢むらが生じるために画像品位が低下するという問題があった。
【０００４】
これらの問題を解決するために定着ベルトを用いた定着装置を備える画像形成装置が提案されている（特許文献１から３までを参照）。
【０００５】
上記の定着装置では、定着部材として無端状の定着ベルトが用いられる。定着ベルトは、加熱ローラ及び支持ローラによって回動可能に張架・支持されており、加熱ローラと接触しながら回動する間に加熱ローラからの熱伝導により加熱される。周回する定着ベルトの回動領域には、相互に圧接する支持ローラと加圧ローラとで挟まれるように設けられる主ニップ部と、主ニップに対し上流側に設けられた補助ニップ部とが配設されている。
【０００６】
そして、転写材上のトナー像は、主ニップ部及び補助ニップ部でなる広幅ニップ部を通過する間に、加熱された定着ベルトから熱及び圧力の作用を受けて転写材上に定着される。
【０００７】
図１１は、上記従来の定着ベルトを用いた定着装置を示す、模式図である。３１が定着ベルトを示し、３３が加熱ローラ、３２が支持ローラ、３４が加圧ローラを示す。３５が補助ニップ部を構成する押圧パッドである。Ｎaが主ニップ部、Ｎbが補助ニップ部、Ｎが広幅のニップ部を示す。そして、Ｓが転写材であり、Ｔが転写材上に形成されたトナー像を示す。
【０００８】
ところが、特許文献１では、原稿の全面に渡りベタ濃度が広がるようなカラー画像を印刷出力すると、出力された印刷画像に転写材搬送方向において光沢の段差が発生するという問題がある。また、この種の光沢段差（光沢ムラ）は、転写材厚が大きく平滑度の高い転写材を使用した場合に顕著に見られ、カタログ印刷等を多く印刷する高画質重視の用途において多く指摘されるという傾向がある。また、同種別の転写材を使用してもベタ濃度が散在するような原稿では指摘されないという傾向がある。
【０００９】
図１２は、ベルト式定着装置固有とも言える光沢ムラ（光沢段差）が定着処理済みの転写材上に現れる位置を示す、出力画像の一例である。一例は、光沢段差の判別しやすい、全面にベタ濃度が広がった画像である。
【００１０】
図示のＳａで示す領域は、ニップ部Ｎで連続して転写材Ｓに対面した定着ベルトの位置で定着処理された画像領域である。Ｓｂで示す領域は、前回の周回ではニップ部Ｎで転写材に対面しなかった定着ベルトの位置で定着処理された画像領域である。光沢ムラ(光沢段差)は、視覚的に検出し易い両画像領域（Ｓａ、Ｓｂ）の境界に見られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−３０７４９６号公報
【特許文献２】特開２００４−２４６２４０号公報
【特許文献３】特許２００５−３１１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１３は、定着処理中にニップの通過後に再度ニップに至る間における定着ベルトの温度推移（経時変化）を示す。
【００１３】
縦軸は、加熱ローラに至る前の定着ベルトの温度、及び加熱ローラを通過した後の定着ベルト温度を示す。
【００１４】
Ｔ１は、図１１の支持加圧ローラ３２と加熱ローラ３３の間で測定された定着ベルトの温度、つまり、ニップ通過後に加熱ローラで加熱される以前における定着ベルトの温度を示す。
【００１５】
Ｔ２は、図１１の加熱ローラ３３と押圧パッド３５との間で測定された定着ベルトの温度、つまり、加熱ローラで加熱された後の定着ベルトの温度を示す。
【００１６】
破線のＴｒは、加熱ローラの維持温度を示す。
【００１７】
横軸は定着ベルトの位置（定着ベルトの回動方向における）を示す。両方の温度測定点を通過する定着ベルトの位置が同一の横軸点になるように、Ｔ１及びＴ２のグラフは正規化されている。
【００１８】
横軸に示す先端、つまり右側の破線で示す位置は、定着ベルトが回動して次にニップに至った際に転写材の先端に対面する位置に相当する。そして、横軸に示す後端は、次にニップに至った際に転写材の後端に対面する位置に相当する。つまり、図示のＣ領域は、次にニップに至った際に転写材に対面する定着ベルトの位置に対応する。
【００１９】
Ｃ領域に前回の周回で転写材の後端が位置する場合の一例について以下説明する。
【００２０】
図１３のＢａ領域は、それぞれの測定点に至る前回の周回においてニップで転写材Ｓと対面して転写材に熱を奪われた定着ベルトの位置を示す。他方のＢｂ領域は、それぞれの測定点に至る前回の周回においてニップで転写材Ｓと対面せず転写材に熱を奪われなかった定着ベルトの位置を示す。Ｂａを定着ベルトの転写材対面位置、あるいは転写材対面位置と、Ｂｂを定着ベルトの転写材非対面位置、あるいは転写材非対面位置と仮称する。
【００２１】
Ｔ１に示すように、定着ベルトの転写材対面位置Ｂａでは転写材Ｓに熱を奪われるために、定着ベルトの温度は転写材非対面位置Ｂｂに比較して転写材対面位置が大きく低下し、転写材非対面位置と転写材対面位置の境界で定着ベルトの温度がステップ状になり、その温度差を△Ｔ１で示す。
【００２２】
次に、定着ベルトは加熱ローラとの接触による熱伝導を受けて昇温される。なお、加熱ローラから定着ベルトに移動される単位時間あたりの熱量は加熱ローラの温度と加熱ローラに至る前の定着ベルトの温度との差分に概ね比例するために、定着ベルトは加熱ローラの維持温度Ｔｒに至らないまでもＴ２に示す温度分布にまで上昇する。
【００２３】
加熱ローラからの熱伝導によって転写材対面位置と転写材非対面位置の境界に対応するステップ状の温度差も△Ｔ１から△Ｔ２に縮小する。
【００２４】
定着処理の線速度、定着ベルトの厚み（熱容量）、転写材厚、加熱ローラ径等の条件を変更して鋭意検討した結果、光沢ムラ（光沢段差）は以下に整理される。
【００２５】
その１；光沢段差の度合いは定着ベルトの転写材対面位置Ｂａと転写材非対面位置Ｂｂとの温度差△Ｔ２で規定される。
【００２６】
その２；トナーの特性によっても異なるが、上記の温度差△Ｔ２が所定以下になると、光沢ムラ(光沢段差)は感知できなくなる。
【００２７】
その３；定着装置として要求される高速性及びコンパクト性を損ねることになるが、定着処理の線速度を低下させる、あるいは加熱ローラを大径化すると、上記の温度差△Ｔ２が所定値以下となり光沢段差を解消できる。
【００２８】
本発明の目的は、高速性及びコンパクト性を損ねることなく、前回の周回で転写材に熱が奪われた定着ベルトの転写材対面位置と熱が奪われなった転写材非対面位置との温度差を縮小して、光沢段差が解消可能な定着装置、及び定着装置を用いた画像形成装置を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００３０】
１．無端の定着ベルトと、前記定着ベルトを回動可能に張架する複数のローラと、前記定着ベルトを熱伝導により加熱する加熱部材と、前記定着ベルトを挟み前記複数のローラの一方に圧接しニップ部を形成する加圧ローラとを有し、搬入された転写材を前記ニップ部で前記定着ベルトの表面に圧接して前記転写材上のトナー像に定着する定着装置において、
前回の周回において前記ニップ部で転写材に接触した前記定着ベルトの位置に対し選択的にエネルギーを照射するエネルギー照射手段を有することを特徴とする定着装置。
【００３１】
２．前記エネルギー照射手段によって前記定着ベルトに照射されるエネルギーの大きさが前記定着ベルトの回動方向に傾斜的に低下する、あるいは傾斜的に増大することを特徴とする前記１に記載の定着装置。
【００３２】
３．前記エネルギー照射手段はエネルギーを放射する放射源を有し、前記放射源を複数の異なるタイミングで点灯させることを特徴とする前記１又は２に記載の定着装置。
【００３３】
４．前記エネルギー照射手段によってエネルギーが照射される前記定着ベルトの位置が、前記加熱部材から前記ニップ部に至る間に位置することを特徴とする前記１から３までの何れか１項に記載の定着装置。
【００３４】
５．転写材上にトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部から搬入された転写材を定着処理する前記１から４までの何れか１項に記載の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、前回の周回におけるニップ部で転写材と接触した定着ベルトの位置に対し選択的にエネルギーを照射するエネルギー照射手段を備えることによって、定着ベルトの転写材対面位置と転写材非対面位置との温度差を縮小し光沢段差の生じない定着装置、及び画像形成装置の提供を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るベルト定着装置を備えた画像形成装置を示す全体構成図。
【図２】本発明に係るベルト定着装置を示す断面図。
【図３】エネルギー照射手段４０によって定着ベルト３１に照射された照射エネルギーの大きさと、ニップの上流位置を回動する定着ベルト３１の温度分布の変化とを示す、関連グラフ。
【図４】エネルギー照射手段４０によって定着ベルト３１に照射された照射エネルギーの大きさと、ニップの上流位置を回動する定着ベルト３１の温度分布の変化とを示す、関連グラフ。
【図５】本発明に係る第２の実施形態のエネルギー照射手段を用いたベルト定着装置を示す断面図。
【図６】ベルト定着装置で第２の実施形態のエネルギー照射手段を用いた場合における光沢ムラの防止効果を示す、関連グラフ。
【図７】ベルト定着装置で第２の実施形態のエネルギー照射手段を用いた場合における光沢ムラの防止効果を示す、関連グラフ。
【図８】定着ベルトの転写材対面位置Ｂａの全領域に対し所定強度の照射エネルギーを所定のタイミング間隔で繰り返し照射させるエネルギー照射手段４０の効果を示す、関連グラフ。
【図９】エネルギー照射手段４０を加熱ローラ３３に対し定着ベルト３１の移動方向の上流側に配設した実施形態を示す、模式図。
【図１０】機械的に可動可能な反射部材を用いて第１フラッシュランプ４１ａのみで第１照射手段４１と第２照射手段４２を構成している実施形態を示す、模式図。
【図１１】従来の定着ベルトを用いた定着装置を示す、模式図。
【図１２】従来の定着ベルトを用いた定着装置で発生する光沢ムラ（光沢段差）を示す、模式図。
【図１３】従来の定着ベルトを用いた定着装置で、定着処理中にニップの通過後に再度ニップに至る間における定着ベルトの温度推移（経時変化）を示す、関連グラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。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、一例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】
［画像形成装置］
図１は、本発明に係るベルト定着装置を備えた画像形成装置の全体構成図である。
【００３９】
画像形成装置は、画像形成装置１００と画像読取装置２００とから構成される。
【００４０】
画像形成装置１００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及びベルト状の中間転写体６を有する画像形成部１０と、給紙搬送手段２０と、ベルト定着装置（以下、定着装置と称す）３０とからなる。
【００４１】
画像形成部１０は、給紙搬送手段２０から搬送された転写材Ｓ上にトナー像を形成して、トナー像の形成された転写材Ｓを定着装置に搬送する。
【００４２】
画像形成装置１００の上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光手段２０２とから成る画像読取装置２００が設置されている。
【００４３】
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、原稿画像走査露光手段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。
【００４４】
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１０１において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段（画像書き込み手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。
【００４５】
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５Ｙ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５Ｍ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５Ｃ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５Ｋ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と露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００４６】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を内包する現像装置である。
【００４７】
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。
【００４８】
画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。
【００４９】
給紙搬送手段２０の給紙カセット２１内に収容された転写材Ｓは、給紙手段２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５、２６、レジストローラ２７等を経て、二次転写手段（転写ローラ）９に搬送され、転写材Ｓ上にカラー画像が転写される（二次転写）。
【００５０】
カラー画像が転写された転写材Ｓは、定着装置３０において転写材Ｓが挟持され、熱と圧力とを加えることにより転写材Ｓ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて転写材Ｓ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００５１】
一方、二次転写手段９により転写材Ｓにカラー画像を転写した後、転写材Ｓを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。
【００５２】
定着処理された転写材Ｓを反転排紙する場合には、転写材Ｓは定着装置３０と排紙ローラ２８の中間に配置された分岐板２８Ａの図示右側の搬送路を通過し、下方の第１搬送路Ｓａに搬送された後、逆転搬送されて分岐板２８Ａの図示左側の第２搬送路Ｓｂを通過し、排紙ローラ２８により装置外に排出される。
【００５３】
転写材Ｓの両面に複写する場合には、転写材Ｓの第１面に形成した画像を定着処理した後、転写材Ｓを第１搬送路Ｓａ、さらに分岐板２８Ｂの下方の第４搬送路Ｓｄに導入した後、逆転搬送し、分岐板２８Ｂの図示右側の搬送路を通過させ、第３搬送路Ｓｃに搬送した後、上方に迂回し給紙ローラ２６により搬送する。転写材Ｓは画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて第２面に各色の画像が両面に形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２８によって装置外に排出される。
【００５４】
なお、画像形成装置１００の説明においては、カラー画像の形成に関し説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００５５】
［定着装置］
本発明に係る定着装置３０について、図２及び図３を用いて以下に説明する。図２は、本発明に係る定着装置３０の断面図である。
【００５６】
本発明に係る定着装置３０は、定着ベルト３１と、定着ベルト３１の内側に配置された支持加圧ローラ３２、加熱部材としての加熱ローラ３３、パッド３５ａ、案内部材３５ｃと、定着ベルト３１の外側に配置された加圧ローラ３４等から構成されている。
【００５７】
定着ベルト３１は、無端状のベルト部材から成り、支持加圧ローラ３２、加熱ローラ３３、パッド３５ａ、案内部材３５ｃの各外周を包囲して張設され、図示の矢印の方向に回動可能にある。そして、定着ベルト３１は加熱ローラ３３に接触する間に、加熱ローラ３３からの熱伝導によって加熱される。
【００５８】
支持加圧ローラ３２は、加圧ローラ３４に対向し、定着ベルト３１の内周面の一方において定着ベルト３１を支持する。加熱ローラ３３は、ヒータＨ１を内蔵し、定着ベルト３１の内周面の一方において定着ベルト３１を支持する。加圧ローラ３４はヒータＨ２を内蔵し、定着ベルト３１、転写材Ｓを挟持して支持加圧ローラ３２及びパッド３５ａに圧接する。
【００５９】
ヒータＨ１、Ｈ２はハロゲンランプやカーボンヒータやキセノンランプなど輻射による加熱源が適用可能であるが、ローラ芯金に適当なものを選択すれば、電磁誘導による加熱も可能である。
【００６０】
加熱ローラ３３からの熱伝導により加熱された定着ベルト３１を挟むように支持加圧ローラ３２と加圧ローラ３４との間に形成された主ニップ部Ｎａを有する。また、主ニップ部Ｎａの転写材搬送方向上流側には、定着ベルト３１と加圧ローラ３４との間に加圧ローラ３４に巻きかけて形成された補助ニップ部Ｎｂを有する。
【００６１】
搬入された転写材Ｓは、補助ニップ部Ｎｂと主ニップ部Ｎａで成る広幅のニップ部Ｎを搬送される間に、定着ベルト３１及び加圧ローラ３４からの加熱と加圧の作用を受ける。その結果、転写材Ｓ上のトナー像は転写材上に定着する。また、定着ベルト３１の内側に、加圧ローラ３４と対向して設けたパッド３５ａ、パッド保持部材３５ｂ、定着ベルト３１を張架するための案内部材３５ｃを設けた。なお、上記の主ニップ部Ｎａは、転写材Ｓ上のトナー像を加熱して変形させるという観点において補助ニップ部Ｎｂより強力であるという意味でなく、同等であってものよく、相対的に強くてもよく、あるいは相対的に弱くてもよく、そのように限定されるものではない。
【００６２】
定着ベルト３１は、基体として内径６０〜１５０ｍｍで、厚さが２０〜８０μｍのニッケル電鋳ベルト、或いは厚さが５０〜２００μｍのポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを基体として用い、該基体の外側（外周面）にゴム層として、厚さ１００〜５００μｍのシリコーンゴムを被覆したものに、離型層としてゴム層の表面に厚さ３０〜５０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）コーティング加工を施したもの、或いはＰＦＡチューブを被覆したものを用いる。
【００６３】
支持加圧ローラ３２は、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材を用い、肉厚２〜５ｍｍの円筒状の金属パイプ３２ａと、該金属パイプ３２ａの外周面に厚さ０．５〜５ｍｍのシリコーンゴム層３２ｂを設け、さらに該シリコーンゴム層３２ｂの外側に厚さ３０〜７０μｍのＰＦＡチューブ３２ｃとからなる、外径２０〜５０ｍｍのソフトローラとして構成される。
【００６４】
加圧ローラ３４は、例えばＳＴＫＭ等のスチール材やアルミニウム合金材を用い、肉厚２〜５ｍｍの円筒状の金属パイプ３４ａと、該金属パイプ３４ａの外周面に厚さ１〜３ｍｍのシリコーンゴム層３４ｂを設け、さらにシリコーンゴム層３４ｂの外側に厚さ２０〜５０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを用いた離型層３４ｃとからなる、外径４０〜８０ｍｍのソフトローラとして構成される。
【００６５】
また、加圧ローラ３４の内部に加圧ローラ３４を加熱する発熱体としてのヒータＨ２を設けてある。加圧ローラ３４の表面温度は温度センサＴＳ２により検知され、所定温度に維持される。
【００６６】
加熱ローラ３３は、基体としてアルミニウム合金、鉄系などの材料からなる、肉厚１〜２ｍｍの円筒状のパイプ３３ａと、該パイプ３３ａの外周面に厚さ１０〜３０μｍのＰＦＡから成るコーティング層３３ｂとを形成した、外径４０〜８０ｍｍのローラ部材として構成される。
【００６７】
また、加熱ローラ３３の内部に加熱ローラ３３を加熱する発熱体としてのヒータＨ１を設けてある。加熱ローラ３３の表面温度は温度センサＴＳ１により検知され、所定温度に維持される。
【００６８】
図示しない駆動手段により支持加圧ローラ３２を回転駆動し、支持加圧ローラ３２の回転により定着ベルト３１を支持搬送させて従動回転させる。また、前記駆動手段により、加圧ローラ３４を回転駆動し加圧ローラ３４により定着ベルト３１を搬送し、定着ベルト３１を従動回転させるようにしてもよい。
【００６９】
定着ベルト３１と加圧ローラ３４およびパッド３５ａとの間に形成される補助ニップ部Ｎｂと、支持加圧ローラ３２と加圧ローラ３４との間に形成させる主ニップ部Ｎａとにより、進入ガイド板３０Ｓを通して定着領域へ進入する転写材Ｓ上の単色トナー像、或いは多色トナー像を加圧加熱し、転写材Ｓ上に定着させる。
【００７０】
補助ニップ部Ｎｂは定着ベルト３１の柔軟性を生かして、支持加圧ローラ３２の小さなローラ径で大きな加熱時間を確保するのに有効である。
【００７１】
また、加熱ローラ３３に接触或いは非接触の温度検知手段としての温度センサＴＳ１を設け、加熱ローラ３３の温度制御を行う。また、定着ベルト３１にも接触或いは非接触の温度検知手段としての温度センサを設けて、定着ベルト３１の温度制御を行うようにしてもよい。勿論、温度検知手段は一方のみならず双方に設けることも可能である。
【００７２】
更に、加圧ローラ３４に接触或いは非接触の温度検知手段としての温度センサＴＳ２を設け、加圧ローラ３４の温度制御を行う。
【００７３】
転写材Ｓのトナー層には、定着ベルト３１のゴム層、もしくはごく薄い離型性を有する層を介して定着ベルト３１のゴム層が当接されるため、ゴム層が変形して転写材Ｓやトナー層の凹凸に追従して、定着ベルト３１がトナー層に均一に接触し、光沢むらなどのない均一な定着が行われ、トナー画像は適度な光沢を持ち、また定着後、転写材Ｓは安定して定着ベルト３１から分離する。
【００７４】
［本発明に係る第１実施形態のエネルギー照射手段］
以後において、前回の周回でニップ部Ｎを通過する際に転写材に対面した定着ベルトの領域を定着ベルトの転写材対面位置Ｂａと称し、前回の周回でニップ部を通過する際に転写材に対面しなかった定着ベルトの領域を定着ベルトの転写材非対面位置Ｂｂと称す。
【００７５】
図示のエネルギー照射手段４０は、定着ベルトの転写材対面位置に対し選択的に放射エネルギーを照射し定着ベルトの転写材対面位置を選択的に加熱するものであり、ニップ部Ｎに至る前に定着ベルト３１の転写材対面位置Ｂａと転写材非対面位置Ｂｂの温度段差を低減して、次の転写材の定着処理に発生する光沢ムラ（光沢段差）を解消するものである。
【００７６】
エネルギー照射手段４０は、定着ベルト３１の回動方向の下流側に位置する第１照射手段４１と、第１照射手段４１の上流側に位置する第２照射手段４２と、第１照射手段４１、あるいは第２照射手段のエネルギー放射源を点灯させる点灯駆動手段４３を有する。
【００７７】
第１照射手段４１は、転写材非対面位置Ｂｂの下流側に位置する定着ベルト３１の転写材対面位置Ｂａにエネルギーを照射するものであり、エネルギーの放射源としての第１フラッシュランプ４１ａと第１反射部材４１ｂで構成されている。
【００７８】
第２照射手段４２は、転写材非対面位置Ｂｂの上流側に位置する定着ベルト３１の転写材対面位置Ｂａにエネルギーを照射するものであり、エネルギーの放射源としての第２フラッシュランプ４２ａと第２反射部材４２ｂで構成される。
【００７９】
第１フラッシュランプ４１ａ及び第２フラッシュランプ４２ａは、コンデンサーに充電された電気エネルギーによってフラッシュランプ内の気体を放電発光させ光エネルギーを放射するものである。光エネルギーの波長は定着ベルトに吸収される吸収効率の良好なものが選択される。また、定着ベルト３１は第１フラッシュランプ４１ａ及び第２フラッシュランプ４２ａから発光される光の全波長域において効率よく吸収される構成されている。
【００８０】
第１反射部材４１ｂは、定着ベルト３１に照射される光エネルギーの大きさが転写材非対面位置Ｂｂと接する転写材対面位置Ｂａの境界付近で最大値であり、且つ定着ベルトの回動方向における下流側に向かって傾斜的に低下するよう、第１フラッシュランプ４１ａから放射された光エネルギーを反射する内面形状を有する。
【００８１】
第２反射部材４２ｂは、定着ベルト３１の照射される光エネルギーの大きさが転写材非対面位置Ｂｂと接する転写材対面位置Ｂａの境界付近で最大値であり、且つ上流側に向かって傾斜的に低下するよう、第２フラッシュランプ４２ａから放射された光エネルギーを反射する内面特性を有する。
【００８２】
ＰＳ１は定着装置３０に搬入される転写材Ｓの有無を検知すると共に、有無の切替タイミングから転写材Ｓの先端及び後端が通過したタイミングを検知する転写材検知手段である。
【００８３】
点灯駆動手段４３は、転写材検知手段ＰＳ１が転写材先端を検知し、且つ次の転写材Ｓが引き続き定着処理される場合に、第１所定時間を経過した時点で第１フラッシュランプ４１ａを発光させる。あるいは、転写材検知手段ＰＳ１が転写材後端を検知し、且つ次の転写材Ｓが引き続き定着処理される場合に、第２所定時間を経過した時点で第２フラッシュランプ４２ａを発光させる。点灯駆動手段４３は、第１フラッシュランプ４１ａ及び第２フラッシュランプ４２ａの点灯を駆動する。
【００８４】
図３、及び図４は、エネルギー照射手段４０によって定着ベルト３１に照射された照射エネルギーの大きさと、ニップ部の上流位置を回動する定着ベルト３１の温度分布の変化とを示す。
【００８５】
図３及び図４の横軸は、ニップ部Ｎの上流位置を通過する定着ベルト３１の周方向位置を示す。横軸の右端は、次にニップ部Ｎに至った際に転写材の先端に対面する定着ベルト３１の位置を示し、横軸の左端は転写材の後端に対面する定着ベルト３１の位置を示す。つまり、横軸の範囲は、次にニップ部Ｎに至った際に転写材に対面し、次の定着処理で画像領域となる定着ベルト３１の位置である。
【００８６】
図３は、次の定着処理で画像領域となる定着ベルトの位置に対し前回の周回で転写材の先端が位置した場合に本発明に係るエネルギー照射手段４０の効果を示す、関連グラフである。
【００８７】
図３（ａ）は、第１フラッシュランプ４１ａを発光させなかった時に測定されたニップ部Ｎに至る前の定着ベルトの温度分布をＴ２で示す。
【００８８】
破線は、前回の周回において転写材の先端が対面した定着ベルト３１の位置を示す。破線の右側が前回の周回で先端より後端側の転写材と対面する定着ベルト３１の位置（つまり、転写材対面位置Ｂａ）に相当する。左側が転写材非対面位置Ｂｂに相当する。
【００８９】
定着ベルト温度は図のＴ２で示すように破線部でステップ状に変動している。△Ｔ２は転写材非対面位置の定着ベルト温度と転写材対面位置の定着ベルト温度の差分である。
【００９０】
図３（ｂ）は第１フラッシュランプ４１ａから定着ベルト３１上に照射された照射エネルギーの大きさを示す。照射エネルギーの最大値は、転写材非対面位置に接する転写材対面位置に位置する。照射エネルギーの強度は、定着ベルト３１の回動方向の下流側に向かって漸次的に低下している。
【００９１】
図３（ｃ）は、第１フラッシュランプ４１ａを発光させた場合のニップ部Ｎに至る前の定着ベルト温度をＴ３で示す。つまり、定着ベルトの各部は図３（ｂ）で示す分布の照射エネルギーを吸収してＴ２の温度に対し昇温する。その結果、定着ベルト各位は、ニップ部Ｎに至る前にＴ３で示すように変化する。
【００９２】
定着ベルト３１の転写材非対面位置の温度と転写材対面位置の温度との差分は△Ｔ３で示すが、第１フラッシュランプ４１ａの発光によって△Ｔ２と略同一で変わらない。
【００９３】
他方、図３（ａ）で生じたステップ状の温度差は、第１フラッシュランプ４１ａの発光によって消滅している。定着ベルトの温度分布は、第１フラッシュランプ４１ａの発光によって変化し、転写材非対面位置と転写材対面位置の境界から転写材対面位置の下流側に向かって連続的に低下している。
【００９４】
上記のように本発明に係る定着装置のエネルギー照射手段４０は、次の定着処理で画像領域となる定着ベルトの位置に対し前回の周回で転写材の先端が位置する場合に、転写材の先端タイミングに応じて所定タイミングで第１フラッシュランプ４１ａを点灯させ、転写材非対面位置から転写材対面位置に渡る定着ベルトの温度を連続的に変化させて、転写材非対面位置と転写材対面位置に渡る定着ベルトに対応して定着処理された画像の光沢を連続的に滑らかに変化させている。
【００９５】
その結果、画像の光沢が連続的に滑らかに変化されているために光沢ムラ（光沢段差）として感知されないよう画質が修正され、光沢ムラのない高品位な画像が出力可能な定着装置の提供を可能にする。
【００９６】
図４は、次の定着処理で画像領域となる定着ベルトの位置に対し前回の周回で転写材の後端が位置した場合に本発明に係るエネルギー照射手段４０の効果を示す、関連グラフである。
【００９７】
図４（ａ）は、第２フラッシュランプ４２ａを発光させなかった時に測定されたニップ部Ｎに至る前の定着ベルト温度をＴ２で示す。
【００９８】
図４（ｂ）は第２フラッシュランプ４２ａから定着ベルト３１上に照射された照射エネルギーの大きさを示す。照射エネルギーの最大値は、転写材非対面位置に接する転写材対面位置に位置する。照射エネルギーの強度は、定着ベルト３１の回動方向の上流側に向かって漸次的に低下している。
【００９９】
図４（ｃ）は、第２フラッシュランプ４２ａを発光させた場合のニップ部Ｎに至る前の定着ベルトの温度分布をＴ３で示す。
【０１００】
第２フラッシュランプ４２ａの発光によって定着ベルト３１の転写材非対面位置と転写材対面位置の境界付近に生じるステップ状の温度差は消滅している。定着ベルトの温度分布は、第２フラッシュランプ４２ａの発光によって変化し、転写材非対面位置と転写材対面位置の境界から転写材対面位置の下流側に向かって連続的に低下している。
【０１０１】
上記のように本発明に係る定着装置のエネルギー照射手段４０は、次の定着処理で画像領域となる定着ベルトの位置に対し前回の周回で転写材の後端が位置する場合に、転写材の後端タイミングに応じて所定タイミングで第２フラッシュランプ４２ａを点灯させ、転写材非対面位置と転写材対面位置に渡る定着ベルト３１の温度をニップ部Ｎに至る前に連続的に変化させて、転写材非対面位置と転写材対面位置に渡る定着ベルトに対応して定着処理された画像の光沢を連続的に滑らかに変化させている。
【０１０２】
その結果、画像の光沢が連続的に滑らかに変化されているために光沢ムラ（光沢段差）として感知されないよう画質が修正され、光沢ムラのない高品位な画像が出力可能な定着装置の提供を可能にする。
［第２の実施形態のエネルギー照射手段］
次に、本発明に係る第２の実施形態のエネルギー照射手段に関し、以下説明する。
【０１０３】
図５は、本発明に係る第２の実施形態のエネルギー照射手段を用いたベルト定着装置を示す断面図である。
【０１０４】
エネルギー照射手段４０は、ひとつの放射源としての第１フラッシュランプ４１ａとひとつ反射部材としての第１反射部材４１ｂと、第１フラッシュランプ４１ａの発光を駆動する点灯駆動手段４３とを有する。
【０１０５】
第１反射部材は、第１フラッシュランプ４１ａから定着ベルト３１の表面に照射される照射エネルギーの分布を定着ベルト３１の移動方向に狭く急峻にする、形状を有する。その点以外は図２の第１フラッシュランプ４１ａ及び第１反射部材４１ｂの構造は同じであり、説明を省略します。
【０１０６】
点灯駆動手段４３は、通過する定着ベルト３１の転写材対面位置Ｂａに対し複数の異なるタイミングで第1フラッシュランプを点灯し、第1フラッシュランプ４１ａから大きさの異なる照射エネルギーを照射可能にするものである。
【０１０７】
図６及び図７は、本発明に係るエネルギー照射手段の他の実施形態におけるエネルギー照射手段４０の効果を示す、関連グラフである。
【０１０８】
図６は次の定着処理で画像領域となる定着ベルトの位置に対し前回の周回で転写材の先端端が位置した場合を示し、図７は次の定着処理で画像領域となる定着ベルトの位置に対し前回の周回で転写材の後端が位置した場合を示す。
【０１０９】
図６（ｂ）では複数の異なるタイミングの各タイミングに放射されるエネルギーの大きさが経時的に漸次小さくなるよう、第１フラッシュランプを点灯させて、総和の照射エネルギーの大きさが定着ベルト３１の下流側に向けて傾斜的に低下するよう、光エネルギーを定着ベルトの転写材対面位置Ｂａに照射している。ここでは、第１フラッシュランプ４１ａが４回に渡り点灯しており、複数の点灯によって定着ベルトの転写材対面位置Ｂａに照射された総和のエネルギーの大きさを破線で示す。
【０１１０】
この実施形態のエネルギー照射手段４０は、総和として照射エネルギーの大きさを破線のように左側に傾斜的に低下するように、つまり、定着ベルトの回動方向における下流側に対し傾斜的に低下するように、第１フラッシュランプ４１ａから放射された４回の放射エネルギーを経時的に低下させるよう、点灯駆動手段４３を駆動させる。
【０１１１】
図６（ａ）は図３（ａ）に対応し、第１フラッシュランプ４１ａを発光させなかった時に測定されたニップ部Ｎに至る前の定着ベルト温度をＴ２で示す。
【０１１２】
図６（ｃ）は、第１フラッシュランプ４１ａを図６（ｂ）のように点灯発光させた場合のニップ部Ｎに至る前の定着ベルト温度の分布をＴ３で示す。
【０１１３】
定着ベルトはニップ部Ｎに至る前にエネルギー照射手段４０によって照射された総和として照射エネルギーに対応して昇温され、定着ベルトの温度は図６（ｃ）のＴ３で示すように転写材非対面位置Ｂｂとの境界から定着ベルトの回動方向における下流側に向かって傾斜的に低下している。
【０１１４】
なお、上記エネルギー照射手段４０は、次の定着処理で画像領域となる定着ベルトの位置に対し前回の周回で転写材の後端が位置する場合には、転写材の先端タイミングに応じて図７（ｂ）に示すように複数の異なるタイミングで第１フラッシュランプ４１ａを点灯させ、且つ第１フラッシュランプ４１ａからの各照射エネルギーを経時的に漸次増加させるように、点灯駆動手段４３を点灯させる。
【０１１５】
上記のように本発明に係るエネルギー照射手段４０は、次の定着処理で画像領域となる定着ベルトの位置に対し転写材対面位置がある場合に、転写材の先端タイミングに応じて複数の所定タイミングで照射エネルギーを漸次低下させる、あるいは漸次増大させるよう第１フラッシュランプ４１ａを点灯させて、ニップ部に至る前に定着ベルト３１の温度をＢｂからＢａに渡って傾斜的に低下させる、あるいは傾斜的に増大させる。
【０１１６】
その結果、ＢｂからＢａに渡る定着ベルトで定着処理されても画像の光沢が連続的に滑らかに変化し、光沢ムラ（光沢段差）として感知されないようにして、光沢ムラのない高品位な画像が出力可能な定着装置の提供を可能にする。
【０１１７】
［第３の実施形態のエネルギー照射手段４０］
この実施の形態は、転写材に熱を奪われて生じた温度の低下分を補うように定着ベルトの転写材対面位置Ｂａの全領域に対し略均等な照射エネルギーを選択的に照射するものである。
【０１１８】
図８は、定着ベルトの転写材対面位置Ｂａの全領域に対し所定強度の照射エネルギーを所定のタイミング間隔で繰り返し照射させるエネルギー照射手段４０の効果を示す関連グラフである。
【０１１９】
図８（ｂ）は、エネルギー照射手段４０は、定着ベルトの転写材対面位置Ｂａの全領域に対し所定強度の照射エネルギーを所定のタイミング間隔で繰り返し照射させるよう、第１フラッシュランプ４１ａの点灯を繰り返し６回行っている。図示の破線が、総和の照射エネルギーの大きさであり、転写材対面位置Ｂａの全領域に対し略均等な照射エネルギーを選択的に照射している。
【０１２０】
図８（ｃ）のＴ３に示すように、定着ベルトの温度は全画像領域において略均一になり、定着ベルトの温度差は△Ｔ２から△Ｔ３に大幅に低減している。全画像領域における光沢度の偏差も小さくなっており、光沢ムラ（光沢段差）も解消される。
【０１２１】
この実施の形態では、第１及び第２の実施形態のように照射エネルギーの大きさを定着ベルトの回動方向に傾斜的に低下させる、あるいは増大させるように照射する場合に比較して転写材対面位置Ｂａの全領域に対し略均等な照射エネルギーを照射するために、エネルギー照射手段４０で消費する電力が大きくなるが、全画像領域における光沢の度合い、又は定着性をより高く安定にできるという長所がある。
【０１２２】
［その他の実施形態のエネルギー照射手段］
図９は、エネルギー照射手段４０を加熱ローラ３３に対し定着ベルト３１の移動方向の上流側に配設した実施形態を示す、模式図である。エネルギー照射手段４０を図示のように配設して上記の実施形態と同様な分布の照射エネルギーを定着ベルトの転写材対面位置に対し選択的に照射することによって、光沢ムラ(光沢段差)を解消できる。但し、上流側に配設する場合にＢｂとＢａの温度差が下流側に比較して大きくなる（△Ｔ１＞△Ｔ２）ために、エネルギー照射手段４０で消費される電力が大きくなるという欠点がある。
【０１２３】
図１０は、機械的に可動可能な反射部材を用いて第１フラッシュランプ４１ａのみで第１照射手段４１と第２照射手段４２を構成している実施形態を示す、模式図である。
【０１２４】
４１ｄが、第１フラッシュランプ４１ａの周りを所定角度範囲で回転可能な移動反射部材であり、４１ｅが固定反射部材である。可動反射部材４１ｄが実線で示す状態では第１の実施形態のエネルギー照射手段における第１照射手段４１として機能し、破線で示し状態では第１の実施形態のエネルギー照射手段における第２照射手段４２として機能するものである。このように可動反射部材４１ｄを機械的に切り替えて、第２照射手段４２のフラッシュランプとして第１フラッシュランプ４１ａを兼用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１０  画像形成部
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成手段
２０  給紙搬送手段
３０  ベルト定着装置（定着装置）
３１  定着ベルト
３２  支持加圧ローラ
３３  加熱ローラ(加熱部材)
３４  加圧ローラ
３５ａ  パッド
３５ｂ  パッド保持部材
３５ｃ  案内部材
４０  エネルギー照射手段
４１  第１照射手段
４１ａ  第１フラッシュランプ（放射源）
４１ｂ  第１反射部材
４１ｄ  可動反射部材
４１ｅ  固定反射部材
４２  第２照射手段
４２ａ  第２フラッシュランプ
４２ｂ  第２反射部材
１００  画像形成装置
２００  画像読取装置
Ｈ１、Ｈ２  ヒータ
Ｎ  ニップ部
Ｎａ  主ニップ部
Ｎｂ  補助ニップ部
Ｓ  転写材
【図１】
2011059152.tif 000003
【図２】
2011059152.tif 000004
【図３】
2011059152.tif 000005
【図４】
2011059152.tif 000006
【図５】
2011059152.tif 000007
【図６】
2011059152.tif 000008
【図７】
2011059152.tif 000009
【図８】
2011059152.tif 000010
【図９】
2011059152.tif 000011
【図１０】
2011059152.tif 000012
【図１１】
2011059152.tif 000013
【図１２】
2011059152.tif 000014
【図１３】
2011059152.tif 000015