(57)【要約】【課題】  冷却分離方式でグロスコントロールをおこなう。【解決手段】  定着手段の下流側にグロス向上手段として、冷却分離ユニットを有する加熱装置において、定着手段の定着温度や、グロス向上手段内の加熱手段の温度を制御することで、グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱により記録材上のトナー像を定着する定着手段を有する画像形成装置において、定着手段より搬送方向下流側にグロス向上手段があり、かつ、該グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールすることが可能であることを特徴としたカラー画像形成装置。
【請求項２】
グロス向上手段は、
フィルム部材を有し、定着手段を通過した、記録材のトナー像を担持したトナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように搬送されることを特徴とした請求項1に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
グロス向上手段は、
フィルム部材と、加熱部材と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材とを有し、前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部においてトナー像を担持した記録材を前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱することを特徴とした請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
定着手段の定着温度を制御することで、該グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールすることを特徴とした請求項１〜3に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
グロス向上手段内の加熱手段の温度を制御することで該グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールすることを特徴とした請求項3に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
定着手段の定着温度と、グロス向上手段内の加熱手段の温度との組み合わせを変更することで、該グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールすることを特徴とした請求項3〜5に記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
グロス向上手段を定着後の記録材搬送路から待避させることが可能であることを特徴とした請求項1〜6に記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】
フィルム部材は、無端ベルトであることを特徴とした請求項1〜7に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置に用いられるトナー画像を、定着または、後処理する加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタや複写機等の画像形成装置におけるカラー化が進んできている。
【０００３】
このようなカラー画像形成装置に使用される定着装置としては、定着部材に弾性層を有する熱ローラ定着が良く知られている。このような弾性層を有する定着ローラを使用する定着装置の一例を図１１に示す。
【０００４】
定着装置では、温度調整された定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２からなる二本の加熱ローラの当接ニップ部で未定着トナー画像を載せた記録材Pが通過できるように構成されている。
【０００５】
各々のローラは、中央にハロゲンヒーター１０５を備えており、ハロゲンヒーターから発生する輻射エネルギーを各ローラ内側のアルミ芯金で吸収して加熱される。
【０００６】
そして、未定着トナー画像がニップ部を通過する際に、定着ローラ１０１および加圧ローラ１０２により加熱、加圧されて、記録材P上に完成画像として定着される。
【０００７】
アルミ芯金の周りには厚さ２〜３ｍｍ程度のシリコーンゴムからなる弾性層が設けられており、さらにその外側の、各ローラの表面には、トナーや紙紛等が固着することを防ぐためにＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルエーエテル共重合体／４フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体／４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合樹脂）等の、離型性かつ耐熱性の良い樹脂によるコーティング層が設けられている。
【０００８】
定着ローラ１０１には弾性層が設けており、これによってトナー画像が定着ニップを通過する際に、弾性層がトナー層や記録材Ｐの凹凸形状に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが、弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えられることにより、均一な定着が達成される。
【０００９】
また近年では、ウォームアップタイムが短く、安価な定着装置として使用されている、フィルム加熱方式の定着装置（例えば、特許文献１参照）が良く知られている。このようなフィルム定着装置の一例を図１２に示す。
【００１０】
定着装置では、薄肉の定着フィルム１１１を介し、ヒーター１１２を記録材Pに押し当てて加熱するよう構成された定着フィルムユニットを加熱装置として採用している。定着フィルム１１１は、例えば厚さ５０μｍ程度の耐熱樹脂製のエンドレスフィルムを用い、その表面に厚さ１０μｍ程度の離型性層（フッ素樹脂コーティング層など）を形成したものであり、ヒーター１１２はセラミック基板上に抵抗発熱体を形成したものである。ヒーター１１２に温度検知手段１１３が当接され、ヒーター１１２の温度が検知され、不図示の制御手段によりヒーター１１２の温度が所望の温度になるように温調制御される。
【００１１】
加圧ローラ１１４は、記録材Pを介して定着フィルムユニットに対向して配置される。
【００１２】
記録材P上の未定着トナー像は、定着ニップ部を通過する際に、熱と圧力を受け、記録材P上に完成画像として定着される。
【００１３】
このような構成の定着装置では、定着フィルム１１１の熱容量が非常に小さくなっているので、ヒーター１１２に電力を投入した後、短時間で定着ニップ部をトナー画像の定着可能温度まで昇温させることが可能である。
【００１４】
クイックスタートや省エネルギーの観点ではフィルム加熱方式の定着装置の他に、フィルム自体が発熱する電磁誘導加熱方式の装置も実用化されている。電磁誘導加熱方式は、フィルム自体が発熱するために、消費エネルギーの効率アップが達成できる上、高速化にも対応しやすい。
【００１５】
カラー画像形成装置では、写真画像等の出力のため、グロス（光沢性）が要求されている。
【００１６】
しかし、これら従来の定着器はいずれも記録材が定着ニップを通過した直後にトナー像面が定着ローラもしくは定着フィルム表面から剥離される。すなわち剥離時にはトナーは十分に冷え固まっておらず、その状態でトナー層の剥離界面は定着ローラ表面もしくは定着フィルム表面との間に発生する応力にさらされる。この結果、トナー層の剥離界面つまりトナー像表面は微視的な凹凸形状を持つこととなり、この凹凸によって白色光は乱反射してしまうので光沢度（グロス）が失われ、例えば銀塩写真のような超光沢画像を得ることは極めて困難であった。
【００１７】
一方、高グロスを実現する手段としては、定着時にトナー表面をシート等に密着させた状態で定着し、トナーが冷えてからシートとトナーとを分離し引き剥がす、冷却分離方式がある。この方式は高グロスを出しやすい。
【特許文献１】特許第２８６１２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
近年、カラー画像形成装置の需要が高まってきている。カラー画像形成装置は、様々な用途に利用されており、ビジネス文書から写真画像まで出力される画像パターンは多岐に富んでいる。
【００１９】
ビジネス文書の様な文字の多い印刷物の場合には、光沢感を付与すると文字のギラツキによって視認性が低下するため、光沢を抑えた低グロスの方が文字を読みやすく好まれている。
【００２０】
一方、写真画像では、銀塩写真の様に光沢がある方が鮮やかであり好まれている。
【００２１】
高グロスが得られる方法としてトナー画像面を冷却分離する方式があるが、常に高グロスになってしまいビジネス文書には不適であった。
【００２２】
以上のようなことから、１台のカラー画像形成装置で低グロス領域から高グロス領域までの多様なニーズに対応する為には、グロスをコントロールすることが必要となってくる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置及び、画像形成装置である。
【００２４】
(１)加熱により記録材上のトナー像を定着する定着手段を有する画像形成装置において、定着手段より搬送方向下流側にグロス向上手段があり、かつ、該グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールすることが可能なことを特徴としたカラー画像形成装置。
【００２５】
（２）グロス向上手段は、フィルム部材を有し、定着手段を通過した、記録材のトナー像を担持したトナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように搬送されることをおこなうことを特徴とした（１）のカラー画像形成装置。
【００２６】
（３）グロス向上手段は、フィルム部材と、加熱部材と、前記フィルム部材を挟んで前記加熱部材に当接する加圧部材とを有し、前記フィルム部材と前記加圧部材との当接によって形成されるニップ部においてトナー像を担持した記録材を前記トナー像が担持された面と前記フィルム部材が当接するように挟持搬送して加圧および加熱することを特徴とした（１）に記載のカラー画像形成装置。
【００２７】
（４）定着手段の定着温度を制御することで、該グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールすることを特徴とした（１）〜（３）のカラー画像形成装置。
【００２８】
（５）グロス向上手段内の加熱手段の温度を制御することで該グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールすることを特徴とした（３）に記載のカラー画像形成装置。
【００２９】
（６）定着手段の定着温度と、グロス向上手段内の加熱手段の温度との組み合わせを変更することで、該グロス向上手段によるグロス向上効果をコントロールすることを特徴とした（３）〜（５）に記載のカラー画像形成装置。
【００３０】
（７）グロス向上手段を定着後の記録材搬送路から待避させることが可能であることを特徴とした（１）〜（６）に記載のカラー画像形成装置。
【００３１】
（８）フィルム部材は、無端ベルトであることを特徴とした（１）〜（７）に記載のカラー画像形成装置。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、冷却分離方式を採用した場合において、グロスをコントロールすることが出来、ビジネス文章から写真画像まで様々な出力画像に対応した光沢性を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（第１の実施例）
（１）画像形成装置例
図１に、本発明に係る加熱装置としての定着装置を具備させた画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のフルカラーのレーザプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。尚、画像形成装置としては、電子写真方式のレーザプリンタのほか、電子写真方式の複写機、ファクシミリであってもよく、更には静電記録方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ等であってもよい。
【００３４】
図１に示すレーザプリンタ（以下「画像形成装置」という）は、画像形成装置本体１０００の内側に記録材Ｐの搬送方向に沿って下側から順に、４個のプロセスステーション（画像形成部）Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを備えている。この順に、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナー像を形成するものである。
【００３５】
以下、感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄから順に詳述する。
【００３６】
感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄは、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光半導体層（ＯＰＣ感光層）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄは、その両端部を支持部材（不図示）によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、図１中の反時計回りに９４mm/sで回転駆動される。
【００３７】
帯電装置１００２ａ〜１００２ｄは、ローラ状に形成された帯電ローラ（導電性ローラ）と、帯電バイアス印加電源（不図示）とを有している。帯電装置１００２ａ〜１００２ｄは、帯電ローラを感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄの表面に当接させるとともに、この帯電ローラに上述の帯電バイアス印加電源によって帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄの表面を所定の極性・電位に一様（均一）に帯電させるものである。本実施の形態では、感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄの表面は、帯電装置１００２ａ〜１００２ｄによって負極性に一様に帯電される。
【００３８】
露光装置１００３ａ〜１００３ｄは、図１に示されるそれぞれの感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄの左方に配置され、レーザダイオード（不図示）によって、画像信号に対応する画像光が、スキャナモータ（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー１００９ａ、１００９ｂ、１００９ｃ、１００９ｄに照射される。ポリゴンミラー１００９ａ〜１００９ｄによって反射された画像光は、結像レンズ１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃ、１０１０ｄを介して帯電済みの感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄの表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成されている。本実施の形態では、画像光が照射された部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００３９】
現像装置１００４ａ、１００４ｂ、１００４ｃ、１００４ｄは、それぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを収納したトナー容器を有し、トナーに電荷を付与する。そして静電潜像が形成された感光体ドラム１００１ａと対向して接触して、現像バイアス印加電源（不図示）によって現像バイアスを印加することにより、感光体ドラム１００１ａ上の静電潜像に負極性のトナーを付着させてトナー像として現像するものである。
【００４０】
他の色の現像装置１００４ｂ、１００４ｃ、１００４ｄも、上述のシアンの現像装置１００４ａと同様の構成であり、作用をなす。
【００４１】
図１に示すプロセスカートリッジ１００７ａ、１００７ｂ、１００７ｃ、１００７ｄの右方には、転写装置１００５が配設されている。転写装置１００５は、感光体ドラム１００１ａ、１００１ｂ、１００１ｃ、１００１ｄに対向して接するように循環移動（回転）する静電搬送ベルトである搬送ベルト（記録材搬送体）１０１１を有している。搬送ベルト１０１１は、１０8〜１０13Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を有する厚さ５０〜３００μｍのフィルム状部材で構成されている。本実施例では、搬送ベルト１０１１は、厚さ約１００μｍで１０11Ω・ｃｍに抵抗調整をしたＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）によって形成されている。
【００４２】
搬送ベルト１０１１は、相互に平行に配設された４本のローラ１０１３、１０１４、１０１５、１０１６に掛け渡されていて、全体として垂直方向に配設されている。搬送ベルト１０１１は、図１のローラ１０１３とローラ１０１４との間に位置する部分において、外周面に記録材Ｐを静電吸着した状態で回転する。これにより、記録材Ｐは、上述の感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄにそれぞれに転写部において、順次に搬送され、感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄ上のトナー像が次に説明する転写ローラ１０１２ａ、１０１２ｂ、１０１２ｃ、１０１２ｄによって順次に転写される。
【００４３】
搬送ベルト１０１１の内側には、感光体ドラム１００１ａ、１００１ｂ、１００１ｃ、１００１ｄのそれぞれに対応する位置に４個の転写ローラ１０１２ａ、１０１２ｂ、１０１２ｃ、１０１２ｄが配設されている。これら転写ローラ１０１２ａ〜１０１２ｄは、搬送ベルト１０１１の裏面側に当接されており、感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄとの間に搬送ベルト１０１１を挟持するようになっている。
【００４４】
本実施例においては、転写バイアス印加電源（不図示）によって転写ローラ１０１２ａ〜１０１２ｄに正極性の転写バイアスが印加され、これにより感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄ上の負極性の各色のトナー像が、第１〜第４の転写部において記録材Ｐ上に順次に転写されるようになっている。
【００４５】
トナー像転写時に記録材Ｐに転写されないで、感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄ上に残った残留トナーは、クリーニング装置１００６ａ〜１００６ｄによって除去される。
【００４６】
画像形成装置本体１０００の下部には、着脱自在な給紙カセット１０１７が配設されている。給紙カセット１０１７には、複数枚の記録材Ｐ（例えば、普通紙、封筒、透明フィルム）が積層状態で収納されている。給紙カセット１０１７内の記録材Ｐは、画像形成時には給紙ローラ１０１８（半月ローラ）の駆動回転により１枚ずつ分離給送され、その先端部をレジストローラ対１０１９に突き当てることで一旦停止されて、ループを形成する。その後、搬送ベルト１０１１の回転と、感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄ上の画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対１０１９によって搬送ベルト１０１１へと供給されていく。搬送ベルト１０１１に向けて供給された記録材Ｐは、最上流側の感光体ドラム１００１ａよりも更に上流側に配設された吸着部材としての吸着ローラ１０２２によって搬送ベルト１０１１の表面に吸着される。
【００４７】
最下流側のプロセスステーションＳｄの更に下流側（上方）には、定着装置１００及び、冷却分離ユニット４０が配設されている。定着装置１００は、記録材Ｐに転写された複数色のトナー像を定着させるものである。定着装置１００及び、冷却分離ユニット４０に関しては、詳細を後で述べる。
【００４８】
上述の画像形成装置における画像形成動作は、次の（１）〜（９）のプロセスを順次行っていく。
【００４９】
１）プロセスカートリッジ１００７ａ〜１００７ｄ内の感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄが画像形成タイミングに合わせて反時計回りに回転駆動され、帯電装置１００２ａ〜１００２ｄによって一様に帯電される。
【００５０】
２）帯電後の感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄは、露光装置１００３ａ〜１００３ｄによって画像信号（画像情報）に応じた露光がなされ、静電潜像が形成される。このとき露光されない部分が暗部（高電位部）となりその電位（暗部電位）をＶＤとする。一方、露光された部分が明部（低電位部）となりその電位（明部電位）をＶＬとする。
【００５１】
３）現像装置１００４ａ〜１００４ｄは、上述の静電潜像の明部にトナーを付着させて、感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄ上に、それぞれシアン，イエロー，マゼンタ，ブラックのトナー像を形成する。
【００５２】
４）一方、給紙カセット１０１７から給紙ローラ１０１８、レジストローラ対１０１９等によって搬送ベルト１０１１に供給された記録材Ｐは、吸着ローラ１０２２と搬送ベルト１０１１とによって挟み込むようにして搬送ベルト１０１１の表面（外周面）に圧接され、且つ搬送ベルト１０１１と吸着ローラ１０２２との間に電圧が印加されることにより、搬送ベルト１０１１の表面に静電吸着される。
【００５３】
５）この際、吸着ローラ１０２２側から正極性の電圧が印加され、ローラ（吸着対向ローラ）１０１４は接地する。尚、ローラ１４は吸着ローラ１０２２より長手方向に長く形成されている。これにより、記録材Ｐは搬送ベルト１０１１に安定して吸着され、最下流の第４の転写部まで搬送される。
【００５４】
６）このように搬送ベルト１０１１表面に吸着された記録材Ｐは、搬送ベルト１０１１の矢印Ｒ１１方向の回転によって各色の第１〜第４の転写部に順次に搬送され、各感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄと転写ローラ１０１２ａ〜１０１２ｄとの間に形成される電界（転写電界）によって、各感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄのトナー像が順次に転写される。
【００５５】
７）４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、ローラ（ベルト駆動ローラ）１０１３の曲率により搬送ベルト１０１１から曲率分離され、定着装置１００に搬入される。記録材Ｐは、定着装置１００において加熱・加圧されて、表面に４色のトナー像が定着される。
【００５６】
８）一方、トナー像定着後の感光体ドラム１００１ａ〜１００１ｄは、表面に残った残留トナーがクリーニング装置１００６ａ〜１００６ｄによって除去され、次の画像形成に供される。以上により４色フルカラーの画像形成が終了する。
【００５７】
（２）定着装置１００
本実施例において定着装置１００は電磁誘導加熱方式の装置である。
【００５８】
図２は定着装置１００の要部の横断模型図、図３は要部の正面模型図、図４は要部の縦断正面模型図である。
【００５９】
この定着装置１００は、大きく分けて円筒状の加熱用回転体支持部材としてのフィルムガイド部材（加熱用回転体ガイド部材）１６（１６ａ・１６ｂ）と、このフィルムガイド部材１６にルーズに外嵌させた、加熱用回転体としての円筒状の電磁誘導発熱性の定着フィルム１０と、フィルムガイド部材１６との間に定着フィルム１０を挟んでニップ部Ｎを形成させた、加圧駆動回転体としての加圧ローラ３０とからなる。
【００６０】
１）フィルムガイド部材１６
円筒状のフィルムガイド部材１６は、左右一対の横断面略半円弧状樋型半体１６ａと１６ｂとを互いに開口部を向かい合わせて組み合わせることで円筒体を構成させてある。図２中で右側のフィルムガイド部材半体１６ａの内側には、磁場発生手段としての磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃと励磁コイル１８を配設して保持させてある。
【００６１】
２）加圧ローラ３０
加圧ローラ３０は、芯金３０ａと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成型被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性弾性材層３０ｂとで構成される。弾性体層３０ｂの外周にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型層３０ｃを形成して良い。本実施例では、離型層３０ｃとしてＰＦＡを用いている。芯金３０ａの両端部は装置の不図示のシャーシ側板金間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。
【００６２】
加圧ローラ３０の成型状態における製品硬度はＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度（９．８Ｎ荷重）で、４０°〜７０°である。
【００６３】
定着フィルム１０を外嵌させたフィルムガイド部材１６は加圧ローラ３０の上側に配置され、フィルムガイド部材１６内に挿通して配設した加圧用剛性ステイ２２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材２９ａ・２９ｂとの間にそれぞれ加圧バネ２５ａ・２５ｂを縮設することで加圧用剛性ステイ２２に押し下げ力を作用させている。これにより、フィルムガイド部材１６の下面と加圧ローラ３０の上面とが定着フィルム１０を挟んで圧接して、所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００６４】
加圧ローラ３０は駆動手段（不図示）により矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動により、定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ３０と定着フィルム１０の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用し、定着フィルム１０の内周面が定着ニップ部Ｎにおいてフィルムガイド部材１６の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の外周を回転する。
【００６５】
フィルムガイド部材１６ａの下面の定着ニップ部Ｎに対応する面部分には、フィルムガイド部材１６ａとは別体の耐熱性の摺動部材４０を設けている。
【００６６】
またフィルムガイド部材１６ａに摺動性の高い材質を用い、摺動面とフィルムガイド部材１６ａを一体部材として形成しても良い。摺動部材４０としては、例えばポリイミド樹脂、ガラス、アルミナ、アルミナにガラスをコートしたものなどで構成するのが好ましい。
【００６７】
３）磁場発生手段
磁場発生手段を構成している磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃは高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料が良く、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるのが良い。
【００６８】
また、磁場発生手段を構成する励磁コイル１８は、コイル（線輪）を構成させる導線（電線）として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回巻いて励磁コイルを形成している。本例では１２回巻きで励磁コイルを形成している。
【００６９】
絶縁被覆を行う被覆部材は、定着フィルム１０の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いることが好ましい。例えば、アミドイミドやポリイミド等の被覆を用いるとよい。
【００７０】
磁場発生手段１７ａ・１７ｂ・１７ｃ・１８と加圧用剛性ステイ２２の間には、絶縁部材１９を配設してある。絶縁部材１９の材質としては、絶縁性に優れ、耐熱性がよいものが好ましい。例えば、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂等を選択するとよい。
【００７１】
励磁コイル１８には給電部１８ａ・１８ｂ（図５）に励磁回路２７を接続してある。この励磁回路２７は２０ｋＨｚから５００ｋＨｚ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。励磁コイル１８は励磁回路２７から供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。
【００７２】
磁性コア１７ａ，１７ｂ，１７ｃに導かれた交番磁束Ｃは、磁性コア１７ａと磁性コア１７ｂとの間、そして磁性コア１７ａと磁性コア１７ｃとの間において定着フィルム１０の発熱層１に渦電流を発生させる。この渦電流は、発熱層１の固有抵抗によって、発熱層１にジュール熱（渦電流損）を発生させる。
【００７３】
この定着ニップ部Ｎの温度は、温度検知手段２６（図２）を含む不図示の温調系により励磁コイル１８に対する電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるように温調される。温度検知手段２６は定着フィルム１０の温度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例においてはサーミスタで測定した定着フィルム１０の温度情報を基に定着ニップ部Ｎの温度を制御するようにしている。
【００７４】
４）定着フィルム１０
図６は、本実施形態例における定着フィルム１０の層構成模型図である。本実施形態の定着フィルム１０は、基層となる電磁誘導発熱性の金属フィルム等でできた発熱層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３と、発熱層１の内面に積層した摺動層４の複合構造のものである。
【００７５】
発熱層１と弾性層２との間の接着、弾性層２と離型層３との間の接着、離型層３と摺動層４との間の接着のために、各層間にプライマー層（図示せず）を設けてもよい。
【００７６】
略円筒形状である定着フィルム１０において、摺動層４が内面側であり、離型層３が外面側である。
【００７７】
上述したように、発熱層１に交番磁束が作用することにより、発熱層１に渦電流が発生して発熱層１が発熱する。この熱が弾性層２、離型層３に伝達されて、定着フィルム１０全体が加熱され、定着ニップ部Ｎに通紙される記録材Ｐを加熱してトナー画像の加熱定着がなされる。
【００７８】
ａ．発熱層１
発熱層１としては、磁性及び非磁性の金属を用いることができるが、磁性金属が好ましく用いられる。このような磁性金属としては、ニッケル、鉄、強磁性ステンレス、ニッケル−コバルト合金、パーマロイといった強磁性体の金属が好ましく用いられる。又、定着フィルム１０回転時に受ける繰り返しの屈曲応力による金属疲労を防ぐために、ニッケル中にマンガンを添加した部材を用いるのも良い。発熱層１の厚さは、１〜１００μｍが好ましい。
【００７９】
ｂ．弾性層２
弾性層２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の、耐熱性、熱伝導率が良い材質が好ましく用いられる。厚さは１０〜５００μｍ、熱伝導率λは、３．３×１０-1〜６．３×１０-1Ｗ／ｍ・℃であることが好ましい。
【００８０】
ｃ．離型層３
離型層３は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性且つ耐熱性のよい材料を用いることが好ましい。
【００８１】
離型層３の厚さは１〜１００μｍが好ましい。離型層３の厚さが上記範囲よりも薄い場合には、塗膜の塗ムラが生じ、離型性の悪い部分が発生したり、耐久性が不足するといった問題が発生する
ｄ．摺動層４
図６に示すように、定着フィルム１０の構成において、発熱層１の弾性層２とは反対面側に摺動層４を設けている。
【００８２】
摺動層４としては、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの摺動性が高く、耐熱性のある樹脂がよい。
【００８３】
摺動層４を設けることにより、定着装置１００の使用初期において回転駆動トルク（駆動ローラとしての加圧ローラ軸におけるトルク）を低く抑えられることに加え、定着フィルム１０の発熱層１の摩耗を防ぐことができるため、定着装置１００を長時間使用しても回転駆動トルクの上昇を抑えることができる。また、摺動層４の厚さとしては１０〜１０００μｍが好ましい。
【００８４】
（冷却分離ユニット）
グロス向上手段である冷却分離ユニットについて説明する。本実施例では、定着器の下流側にグロス向上手段として冷却分離ユニットが４０配置されている。
【００８５】
図7に本発明に用いた冷却分離ユニット４０の概略構成を示す横断側面図である。
【００８６】
４１は光沢化フィルムであり、本実施例では無端ベルト型の耐熱性フィルム（以下、ベルトと記す）を用いた。このベルト４１は駆動ローラ４３、従動ローラ４４の２部材間に懸回張設してあり、ローラ４３・４４による駆動とテンションにより矢示の反時計方向に所定のプロセススピードをもってシワなく回動駆動される。
【００８７】
４６はローラ４3との間にベルト４１を挟ませて圧接させた圧接部材としての圧接ローラ４６であり、ベルト４１を挾んだローラ４３と圧接ローラ４６との圧接ニップ部Ｎ′である。
【００８８】
ベルト４１は一例として厚み２０μｍの耐熱フィルム、例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・ＰＥＳ・ＰＦＡ等の耐熱フィルムの少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ・ＰＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を１０μｍコートしたものである。ベルト４１は一般的には総厚１００μｍ、より好ましくは４０μｍ未満のものである。
【００８９】
圧接ローラ４６はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有するローラであり、総圧４０〜７０Nでベルト１を挟んでローラ４３を圧接し該ベルト４１と圧接回転する。本実施例では外径１０mmの芯金に厚さ５mmのシリコンゴムを巻き付け、更に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを最外層に設けたものを用いた。
【００９０】
定着装置１００のプロセス方向下流（Ａ）側から冷却分離ユニット４０へ搬送された、下面に定着済画像（トナー画像）を担持した記録材Ｐはガイド板４８に案内されて圧接ニップ部Ｎ′のベルト４１と圧接ローラ４６との間に進入して、画像担持面がベルト４１の上面に密着して該ベルト４１と一緒に圧接ニップ部Ｎ′を通過していく。この通過過程でトナーが融けて射る場合には、トナー像表面はベルト４１とは接着する。圧接ローラ４６は記録材Ｐを背面から押圧して記録材Ｐの画像担持面をベルト４１と圧接させて接着を高めている。
【００９１】
圧接ニップ部Ｎ′を通過した記録材Ｐはベルト４１の面に密着したままベルト４１の回動と一緒に搬送されて分離部Ｂとしての従動ローラ４４の位置へ至り、このローラ４４の位置でベルト４１がローラ４４に沿って進路転向することで該ベルト４１と記録材Ｐとは曲率分離する。ベルト４１から分離した記録材Ｐは排紙部４９へ送られる。
【００９２】
圧接ニップ部Ｎ′と分離部Ｂとの間のベルト及び記録材移動している間を冷却部とし、ベルト及び記録材冷却される圧接ニップ部Ｎ′を通過した互いに密着しているベルトと記録材とが自然冷却される。あるいは冷却部に送風冷却手段等を配設して強制冷却を行たり、ベルト４１あるいは記録材Ｐが所定の温度まで冷却されるのに充分な時間を確保するために搬送速度を減速あるいは停止させるなどの制御を行ってもよい。そして分離部Ｂへ至るまでにトナーが冷却され、分離部Ｂにおいてオフセットなしに記録材Ｐとベルト４１との分離がなされる。トナー像表面はベルト４１表面のならって平滑性が維持されるので、高グロスの画像を得ることが可能である。
【００９３】
（グロスコントロール）
つぎに、グロスのコントロールについて述べていく。
【００９４】
本実施例では、定着温度を制御することで、グロスの値をコントロールすることができる。定着温度を変えることで、記録材上のトナーが冷却分離シートに接着するか否かをコントロールする。
【００９５】
高いグロスにしたい場合には、記録材上のトナーが溶けた状態で冷却分離シートと接することが可能な温度に定着温度を制御する。記録材上のトナーが溶けた状態で冷却分離シートと接することで、トナーはシートに沿って平滑になり、移動中にトナーは冷却され、冷却分離シート剥離時にはトナーが固まっている為、平滑な面を保ったまま剥離されて、反射率が向上し、高いグロスを得ることができる。
【００９６】
通常グロスにしたい場合には、記録材上のトナーが冷却分離シートに接したときにトナーが接着にくい温度に定着温度を設定する。記録材上のトナーが冷却分離シートに接しても、トナーが冷却分離シートに接着にくいのでトナー表面が平滑になることがなく、通常グロスに保たれる。
【００９７】
表1に定着温度を高くした場合と低くした場合のグロス値を示す。通常グロスの場合は定着温度１７０℃とし、グロス値１５を得た。
【００９８】
また、グロスモードの場合は定着温度２００℃とし、記録材上のトナーが溶けた状態で冷却分離シートと接することでグロス値６０を得た。
【００９９】
【表１】
2008275751.tif 000003
【０１００】
尚、グロス評価は、記録材として光沢紙（キャストコート紙 坪量150g/m2）を用い、日本電飾（株）製のグロスメーターPG-3Dを使用し、記録材面の鉛直方向に対して７５°の入出力角度において測定した。測定パターンとしては、記録材上に0.6mg/ｃm2の載り量でシアン色のベタ画像を定着したものを用いた。
【０１０１】
尚、本実施例では電磁誘導加熱方式の定着装置にグロスアップユニットである冷却分離ユニットをとりつける構成を用いて説明したが、定着装置の方式は電磁誘導加熱方式にとらわれるものではなく、ローラ定着方式や、フィルム定着方式等の別の定着方式を用いても問題はない。
【０１０２】
（第２の実施例）
図８に、本発明に係る加熱装置としての定着装置を具備させた画像形成装置を示す。本実施例において、画像形成装置の基本的な構成は、上述の第１の実施例と同じなので、説明は省略する。
【０１０３】
図９に、本実施例で用いたグロス向上手段である冷却分離ユニット５０を示す。本実施例で用いる冷却分離ユニットの第１の実施例との相違点は、冷却分離ユニット内に加熱体を備えていることである。以下、第２の実施例で用いる冷却分離ユニットについて詳しく述べていく。
【０１０４】
ベルト５１は光沢化フィルムであり、本実施例装置ではエンドレスベルト型の耐熱性フィルム（以下、ベルトと記す）である。このベルト５１は駆動ローラ５３、従動ローラ5４の２部材間に懸回張設してあり、ローラ５３・５４による駆動とテンションにより矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周速度）をもってシワなく回動駆動される。また、ベルト内面には低熱容量線状加熱体（発熱ヒーター）５２が設置されている。
ローラ５５は加熱体５２の上面にベルト５１を挟ませて圧接させた圧接部材としての圧接ローラであり、ベルト５１を挾んだ加熱体５２と圧接ローラ5５との圧接ニップ部が加熱部Ｎ″である。
【０１０５】
ベルト５１は一例として厚み２０μｍの耐熱フィルム、例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・ＰＥＳ・ＰＦＡ等の耐熱フィルムの少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ・ＰＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を１０μｍコートしたものである。また、必要に応じて加熱体当接面側には加熱体との摺動性を確保する目的でポリイミド・ポリエーテルイミドやフッ素樹脂・シリコン樹脂とうの摺動層を０．１から１０μｍの範囲で設けてもよい。該ベルトは一般的には総厚１００μｍ、より好ましくは４０μｍ未満のものである。
【０１０６】
低熱容量線状加熱体５２は装置に固定支持させてあり、一例として厚み１．０ｍｍ・巾１０ｍｍ・長さ２４０ｍｍのアルミナ基板に抵抗材料（通電発熱体）を巾１．０ｍｍに塗工したもので、その抵抗材料に長手方向両端より通電される。通電はＤＣ１００Ｖの周期２０ｍｓｅｃのパルス状波形で検温素子（サーミスタ）５２ａの抵抗値変化に基づきコントロールされた所望の温度・エネルギー放出量に応じたパルスをそのパルス巾を変化させて与える。略パルス巾は０．５ｍｓｅｃ〜５ｍｓｅｃとなる。この様に加熱体5２はエネルギー・温度制御される。
【０１０７】
圧接ローラ５５はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有するローラであり、総圧４０〜７０Nでベルト５１を挟んで加熱体５２を圧接しベルト５１と圧接回転する。本実施例では外径１０mmの芯金に厚さ５mmのシリコンゴムを巻き付け、更に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを最外層に設けたものを用いた。
【０１０８】
定着装置１００のプロセス方向下流（Ａ）側から冷却分離ユニット５０へ搬送された、下面に定着済画像（トナー画像）を担持した記録材Ｐはガイド板５８に案内されて加熱部Ｎ″のベルト５１と圧接ローラ５５との間に進入して、画像担持面がベルト５１の上面に密着して該ベルト５１と一緒に加熱部Ｎ″を通過していく。この通過過程でトナー像表面は加熱体５２の熱エネルギーをベルト５１を介して受けて加熱溶融もしくは軟化される。圧接ローラ５５は記録材Ｐを背面から押圧して記録材Ｐの画像担持面をベルト５１を介して加熱体５２に圧接させて熱接触を高めるとともに、ローラ自身の蓄熱により記録材背面側から加熱する作用も有している。
【０１０９】
加熱部Ｎ″を通過した記録材Ｐはベルト５１の面に密着したままベルト５１の回動と一緒に搬送されて分離部Ｂとしての従動ローラ５４の位置へ至り、このローラ５４の位置でベルト５１がローラ５４に沿って進路転向することで該ベルト５１と記録材Ｐとは曲率分離する。ベルト5１から分離した記録材Ｐは排紙部５９へ送られる。
【０１１０】
加熱部Ｎ″と分離部Ｂとの間のベルト及び記録材移動している間を冷却部とし、ベルト及び記録材冷却される。加熱部Ｎ″を通過した互いに密着しているベルトと記録材とが自然冷却される。あるいは冷却部に送風冷却手段等を配設して強制冷却を行たり、ベルト５１あるいは記録材Ｐが所定の温度まで冷却されるのに充分な時間を確保するために搬送速度を減速あるいは停止させるなどの制御を行ってもよい。そして分離部Ｂへ至るまでにベルト５１と接しているトナーが冷却され、分離部Ｂにおいてオフセットなしに記録材Ｐとベルト５１との分離がなされる。冷却分離ユニット５０内に加熱体５２を搭載しているため、第１の実施例の冷却ユニット４０よりも、トナー像表面とベルト５１表面の平滑性が増すので、銀塩写真のような超光沢を有する画質を得ることも可能である。
【０１１１】
（グロスコントロール）
つぎに、グロスのコントロールについて述べていく。
【０１１２】
本実施例では、定着温度、及び、冷却分離ユニット５０内の加熱体５２の温度を制御することで、グロスの値をコントロールすることができる。定着温度を変えることで、記録材上のトナーが冷却分離シートに接着するか否かをコントロールする。また、冷却分離ユニット５０内の加熱体５２の温度を制御することで、記録材上のトナーの冷却分離シートへの接着度合いをコントロールする。
【０１１３】
本実施例では、通常モード・グロスモード(1)・グロスモード(2)・グロスモード(3)の４水準のグロスレベルがでるようなモードを設けた。
【０１１４】
通常モードでは、記録材上のトナーが冷却分離シートに接したときにトナーが接着にくい温度に定着温度を設定する。また、加熱体５２はOFFとし熱を与えない。記録材上のトナーが冷却分離シートに接しても、トナーが冷却分離シートに接着にくいのでトナー表面が平滑になることがなく、通常グロスに保たれ、定着装置１００から排出されたままの低グロス画像が維持される。本実施例では通常モードとして定着温度１7０℃、加熱体５２OFFとし、グロス値１５を得た。
【０１１５】
グロスモード(1)では、記録材上のトナーが溶けた状態で冷却分離シートと接することが可能な温度に定着温度を制御する。また、加熱体５２はOFFとし熱を与えない。記録材上のトナーが溶けた状態で冷却分離シートと接することで、トナーはシートに沿って平滑になり、移動中にトナーは冷却され、冷却分離シート剥離時にはトナーが固まっている為、平滑な面を保ったまま剥離されて、反射率が向上し、高いグロスを得ることができる。尚、加熱体52はOFFとしておくため、加熱体５２の効果は得ない。グロスモード(1)では定着温度２００℃、とし、加熱体５２OFFとし、グロス値60を得た。
【０１１６】
グロスモード(2)では、記録材上のトナーが冷却分離シートに接したときにトナーが接着にくい温度に定着温度を設定する。また、加熱体５２もONとし熱を与える。記録材上のトナーが冷却分離シートに接しても、トナーが冷却分離シートに接着にくい。しかし、加熱体５２によって、熱が与えられる為、記録材上のトナーが溶け、冷却分離シートに沿って平滑になる。移動中にトナーは冷却され、冷却分離シート剥離時にはトナーが固まっている為、平滑な面を保ったまま剥離されて、反射率が向上し、高いグロスを得ることができる。グロスモード(2)では定着温度１７０℃とし、加熱体５２温度１６０℃とし、グロス値70を得た。
【０１１７】
グロスモード(3)では、記録材上のトナーが溶けた状態で冷却分離シートと接することが可能な温度に定着温度を制御する。また、加熱体５２もONとし熱を与える。記録材上のトナーが溶けた状態で冷却分離シートと接することで、トナーはシートに沿って平滑になる。更に、加熱体５２によって、熱が与えられる為、記録材上のトナーが溶け、グロスモード(1)やグロスモード(2)以上に平滑になる。
【０１１８】
移動中にトナーは冷却され、冷却分離シート剥離時にはトナーが固まっている為、平滑な面を保ったまま剥離されて、反射率が向上し、高いグロスを得ることができる。グロスモード(3)では定着温度２００℃とし、加熱体５２温度１８０℃とし、グロス値８０を得た。
【０１１９】
表２に定着温度を高・低および、冷却分離ユニット内の加熱体52のON・OFFの場合の各グロス値を示す。
【０１２０】
【表２】
2008275751.tif 000004
【０１２１】
以上のようにすることで、文書中心の書類の時、グラフ中心の書類の時、グラフィックの時、写真画質の時、等の出力する画像パターン毎に任意に選択でき、グロス値を使い分ける事が可能となる。
【０１２２】
尚、本実施例においても、第一の実施例と同様、定着装置の方式は電磁誘導加熱方式にとらわれるものではなく、ローラ定着方式や、フィルム定着方式等の別の定着方式を用いても何ら問題はない。
【０１２３】
（第３の実施例）
図１０に、本発明に係る加熱装置としての定着装置を具備させた画像形成装置の一例を示す。本実施例において、画像形成装置の基本的な構成は、第２の実施例と同じなので、説明は省略する。
【０１２４】
本実施例では冷却分離ユニットが可変移動可能となっており、高グロスを望まない通常モードのときは記録材通路上から待避する構成となっている。
【０１２５】
図１０の破線矢印Xに示す様に、冷却分離ユニット５０を使わないときは紙パス上から分離離間させる。グロスモード(1)・グロスモード(2)・グロスモード(3)時には破線矢印Yに示す様に紙パス上に移動する。
【０１２６】
通常モード時は、冷却分離ユニット５０は離間され停止している。また、通常モード時に冷却分離ユニット５０のベルト５1は、記録材と接触しないことから、冷却分離ユニットの劣化が防げ、耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】第一の実施に用いた画像形成装置の概略図
【図２】第一の実施に用いた加熱装置の要部の横断側面模型図
【図３】同じく要部の正面模型図
【図４】同じく要部の横断正面模型図
【図５】磁場発生手段の図
【図６】電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型図
【図７】第一の実施に用いた冷却分離ユニットの図
【図８】第二の実施に用いた画像形成装置の概略図
【図９】第二の実施に用いた冷却分離ユニットの図
【図１０】第三の実施に用いた画像形成装置の概略図
【図１１】ヒートローラタイプの定着装置の断面図
【図１２】フィルム定着タイプの定着装置の断面図
【図１】
2008275751.tif 000005
【図２】
2008275751.tif 000006
【図３】
2008275751.tif 000007
【図４】
2008275751.tif 000008
【図５】
2008275751.tif 000009
【図６】
2008275751.tif 000010
【図７】
2008275751.tif 000011
【図８】
2008275751.tif 000012
【図９】
2008275751.tif 000013
【図１０】
2008275751.tif 000014
【図１１】
2008275751.tif 000015
【図１２】
2008275751.tif 000016